È un periodo soleggiato per l’energia solare e per una buona ragione: è abbondante, rinnovabile e sostenibile. Mentre il mondo si sta orientando verso fonti di energia alternative, il solare è la fonte rinnovabile in più rapida crescita. Rappresenta infatti oltre la metà dei 302GW di capacità rinnovabile installata a livello internazionale nel 2021.
Ma c’è ancora molta strada da fare. E un settore in cui il solare può avere una differenza sismica? Tecnologia di consumo.
La startup svedese di deeptech Exeger è entrata in questo spazio nel 2009, con l’obiettivo di sfruttare l’energia solare per l’elettronica di consumo e rendere i problemi di durata della batteria un ricordo del passato.
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Il cuore della tecnologia sta arrivando nel cuore del Mediterraneo
Ora, 13 anni dopo, l’azienda conta più di 200 dipendenti e ha due stabilimenti di celle solari a Stoccolma, dove progetta e produce il suo hardware brevettato. Chiamata Powerfoyle, la tecnologia può essere perfettamente integrata nei dispositivi esistenti, consentendo loro di trasformare la luce interna ed esterna in energia praticamente infinita.
Attualmente sono stati commercializzati sei prodotti che utilizzano la tecnologia di Exeger. Tre di loro sono cuffie a energia solare: l’Urbanista Los Angeles, l’Urbanista Phoenix e l’Adidas RPT-02 Sol. L’azienda ha anche integrato Powerfoyle nelle cuffie di comunicazione Blue Tiger Solare, nel casco da bici POC Omne Eternal e nello Spåra Hund, un pettorina per cani autoalimentata.
Per scoprire come è iniziato tutto questo, ho parlato con Giovanni Fili, fondatore e amministratore delegato dell’azienda.
Con 20 anni di esperienza nell’imprenditorialità, oltre 20 anni di esperienza nella commercializzazione e più di 23 anni di lavoro con la tecnologia pulita, ha detto a TNW che esaminare le applicazioni quotidiane dell’energia solare è stato un passo naturale.
“Abbiamo iniziato con un’invenzione nanotecnologica, l’abbiamo trasformata in un componente e poi ne abbiamo ricavato una nuova cella solare”, ha affermato Fili.
“Ci siamo resi conto dopo alcuni anni che questo aveva un enorme potenziale perché possiamo serigrafare questa cella solare, che consente un design a forma libera con diverse forme, colori e trame. Questo, a sua volta, ci consente di integrare Powerfoyle nei prodotti esistenti che vengono venduti in miliardi di unità all’anno, dando loro sostanzialmente una durata eterna della batteria”.
Powerfoyle: un nuovo tipo di cella solare
A differenza delle tipiche celle solari, Powerfoyle è una tecnologia priva di silicio. Exeger ha sostituito il silicio con il biossido di titanio e ha reinventato ciò che viene chiamato Dye Sensitized Solar Cell (DSC). “Ciò significa che abbiamo un colore, un colorante, che assorbe la luce come la fotosintesi artificiale”, spiega Fili.
In natura, la clorofilla è ciò che consente la fotosintesi, attraverso la quale le piante trasformano l’energia luminosa in acqua, ossigeno e anidride carbonica. Allo stesso modo, il colorante di Exeger può assorbire la luce da qualsiasi angolazione in qualsiasi condizione di luce, all’interno o all’esterno.
Al centro della tecnologia DSC c’è un materiale per elettrodi conduttivo unico, che ha sostituito lo strato di ossido di indio-stagno (ITO) comunemente usato e costoso.
La chimica e l’architettura di Powerfoyle si traducono in una cella che non è sensibile all’ombreggiatura parziale, uno dei maggiori problemi per quanto riguarda le perdite di potenza nei sistemi a celle solari, poiché l’ombreggiatura di una sola cella in un modulo può ridurre la potenza a zero.
Secondo Fili, anche se Powerfoyle ottiene un’esposizione parziale alla luce, funziona comunque. Questo perché l’intera superficie visiva della cella è attiva, il che significa che anche se ne copri una parte, la parte rimanente rivolta verso la luce produrrà comunque elettricità.
Quanto al motivo per cui questa tecnologia di successo non viene utilizzata per i pannelli solari, è perché le celle solari tradizionali sono più efficienti dal punto di vista energetico quando si tratta di produzione di energia su larga scala.
Quanto è personalizzabile Powerfoyle?
“È qui che entrano in gioco la chimica unica della cellula e la nostra tecnica di stampa in formato libero”, afferma il CEO di Exeger.
Il materiale può essere trasformato in quasi ogni tipo o forma e può essere prodotto in dimensioni che vanno da 15 cm² a 500 cm², il che significa che può adattarsi al prodotto che verrà caricato.
Quando si tratta di texture, ci sono oltre 100 diverse opzioni, tra cui pelle, acciaio spazzolato, fibra di carbonio, tessuto e legno.
Ciò consente a Powerfoyle di essere integrato in superfici curve come fasce o caschi e di integrarsi perfettamente con un dispositivo esistente.
Per questo motivo, mentre le cuffie a energia solare sono finora il prodotto più popolare dell’azienda, la startup prevede – e sta lavorando – varie altre aree di applicazione. Questi includono altoparlanti portatili ed e-reader nel segmento dell’elettronica di consumo, nonché dispositivi IoT come tracker, sensori e telecomandi. Inoltre, Exeger sta anche pianificando l’integrazione di Powerfoyle in caschi, giubbotti e protezioni per l’udito per ambienti di lavoro intelligenti.
Integrazione di una fonte di alimentazione
Secondo Fili, la produzione delle celle solari è un processo veloce. “Noi stampiamo con stampanti ad alta velocità. Quindi penso che una stampa richieda circa 23 secondi e produciamo circa 100 o 200 celle con quella stampa”, mi ha detto.
Dopo la produzione, Exeger spedisce le celle ai suoi partner insieme alle istruzioni su come integrarle nel loro prodotto. Ma avevo una domanda: quanto è facile il processo di integrazione?
Ho parlato con Tuomas Lonka, Brand & Marketing Director di Urbanista, che ha collaborato con Exeger per lanciare le sue due cuffie ad energia solare, la Los Angeles e la Phoenix.
“Lavoriamo in stretta collaborazione con Exeger per ottenere il massimo dalla tecnologia nel contesto in cui stiamo creando il nostro prodotto”, ha spiegato Lonka. “La cosa davvero fantastica è che puoi integrare la tecnologia così bene che puoi a malapena dire che c’è una cella solare”.
“Quando si tratta di cuffie ad energia solare, il tempo di sviluppo è leggermente più lungo di quello di un prodotto medio”, ha spiegato. “Tuttavia, quello che direi è che siamo stati in grado di lavorare in modo estremamente veloce considerando che questa è la prima volta che questa tecnologia viene introdotta sul mercato e ora abbiamo realizzato due prodotti in due anni”.
Durata infinita della batteria?
Dal punto di vista del consumatore, possedere un dispositivo che si ricarica continuamente attraverso la luce porta un enorme vantaggio: l’indipendenza energetica. Ma come funziona esattamente in pratica?
Powerfoyle raccoglie elettricità in tutte le condizioni di luce: dalla luce solare alla luce artificiale interna. Naturalmente, la cella solare si carica di più quando il sole è luminoso. Può ancora raccogliere abbastanza energia durante una giornata nuvolosa, che si riduce quando si carica tramite la luce artificiale e si ferma nell’oscurità.
Ho chiesto a Fili quanto tempo ci vuole per caricare le cuffie.
“Fanno pagare tutto il tempo. Questo è il punto”, dice. “Per darti una risposta generica, ti basteranno dai 15 ai 20 minuti di esposizione al sole per avere un’ora di ascolto. Questo è ciò che interessa ai clienti”.
“Con l’uso normale, le cuffie saranno sempre completamente cariche, la batteria non esaurirà quasi mai.”
Parlando in particolare delle cuffie di Urbanista, Lonka spiega che il tempo di ricarica dipende dalle dimensioni della patch solare e dal tipo di luce a cui le esponi.
“Se sei in Portogallo rispetto a Stoccolma, ad esempio, la quantità di luce solare durante il giorno è molto diversa, ma più o meno quello che abbiamo detto è che con Phoenix, ad esempio, la cui superficie solare è un po’ più piccola di quella di Los Angeles – ottieni uno a uno. Ciò significa che un’ora alla luce del sole dovrebbe darti circa un’ora di gioco”.
“Ovviamente, quando la batteria è carica, il prodotto non si caricherà ulteriormente. Ma d’altra parte, è costantemente in carica. Iniziamo a ricevere molti feedback dalle persone che hanno acquistato la Los Angeles e diciamo che ce l’hanno da diversi mesi, senza mai aver bisogno di collegarla.
“Quello che forse è più importante per i consumatori è davvero affrontare il principale punto dolente con i prodotti wireless, ovvero che è necessario collegarli costantemente o provare ansia per la batteria”, osserva. “È che non devi più pensare di caricarli così tanto.”
Ma qual è il costo aggiuntivo che i consumatori devono pagare per questo tipo di indipendenza energetica?
L’Urbanista Los Angeles costa € 199 — € 50 in più rispetto all’Urbanista Miami che offre le stesse capacità senza la tecnologia Powerfoyle. Lo stesso vale per l’Adidas RPT-02 Sol al prezzo di € 229, rispetto all’Adidas RTP-01 non solare che costa € 169.
Guidare la sostenibilità
I prodotti a energia solare sono il passo successivo nella responsabilità ambientale, sia per i marchi che per i loro consumatori.
“Ci sono zero emissioni provenienti dalla produzione di Powefoyle”, afferma Fili.
Oltre a ciò, i dispositivi ad energia solare possono ridurre i cavi aggiuntivi (insieme alle rispettive emissioni di produzione e allo smaltimento dei rifiuti) nonché la ricarica dalla rete. Per avere un’idea del potenziale risparmio energetico, la domanda del mercato di cuffie nel 2020 è stata di 514,5 milioni di unità, con una previsione di volume di 1.335,7 milioni di unità nel 2027.
Allo stesso modo, le vendite globali di telecomandi dovrebbero superare i 630 milioni di unità entro il 2029, il che si traduce approssimativamente in più di due miliardi di batterie scartate all’anno.
Questi numeri elevati, tuttavia, portano un vantaggio ambientale significativo: un maggiore coinvolgimento dei consumatori con tecnologie sostenibili. L’introduzione di dispositivi a energia solare nella vita di tutti i giorni crea una relazione con un nuovo tipo di energia pulita, che potrebbe spostare le scelte dei consumatori verso uno stile di vita più sostenibile.
Una strada accidentata per il successo
Per quanto affascinante possa sembrare la tecnologia Powerfoyle, lo sviluppo e la commercializzazione non è stato un letto di rose, traducendosi in più di un decennio di sforzi.
“Quando abbiamo avuto questa idea innovativa, è stato difficile convincere le persone a investire in essa”, afferma Fili. “A volte mi chiedo come ho fatto, suggerendo che la tecnologia potrebbe funzionare in 10 o 12 anni. Hai bisogno di persone che vogliono essere in viaggio per molto tempo. Questo è un gioco a lungo termine. E siamo riusciti a trovarli. Finora abbiamo raccolto 180 milioni di euro”.
Nonostante le quote sfavorevoli, Fili ha visto una grande opportunità di mercato. Spiega come la chiave sia stata l’integrazione della tecnologia nei prodotti di consumo che vendono milioni di unità all’anno.
“In questo momento non c’è concorrenza, nessuno può fare ciò che facciamo sia dal punto di vista del design che dell’efficienza”, osserva. “In termini di produzione di energia, se si confronta Powerfoyle con le tradizionali celle solari che utilizzano sui tetti o sui parchi solari, queste celle sono il 40% più efficienti. Ma se guardi nelle aree su cui ci concentriamo, Powerfoyle è molto più efficiente delle tipiche celle solari”.
I consumatori non hanno ancora familiarità con i dispositivi solari autoalimentati, aggiunge. Ma crede che il mercato stia finalmente guadagnando terreno.
“Per tredici anni nessuno ci ha creduto”, spiega. “Ma quando vedi ora che stiamo collaborando con aziende come Adidas, sai che la tecnologia funziona. Sta esplodendo.
Ho chiesto a Fili, che ha ricevuto il premio European Inventor of the Year 2021, quali consigli darebbe agli imprenditori che desiderano entrare nel campo.
“La probabilità di successo aumenta se lavori e pensi insieme ad altre due o tre persone”, osserva. “Quindi, ovviamente, credi in te stesso e non arrenderti, ma soprattutto concentrati sul perché la tua tecnologia è importante per le persone. Perché se lo è, sarai in grado di venderlo”.