Inspiration
Nei contesti temporanei, come campi di protezione civile, cantieri o rifugi, c'è bisogno di energia in poche ore, spesso su terreni irregolari e senza tecnici specializzati. Oggi, i pannelli vengono posati a terra in modo approssimativo, non allineati al sole, perdendo moltissima efficienza. Volevamo creare una soluzione "plug & play" che massimizzasse la resa senza richiedere alcuno sforzo o competenza in fase di installazione.
What it does
SolarFold è un sistema fotovoltaico pieghevole a fisarmonica che si installa e si orienta da solo. Una volta aperto, il sistema:
- Legge la pendenza del terreno tramite un sensore IMU.
- Si livella automaticamente agendo su 4 attuatori posti agli angoli.
- Insegue il sole su due assi grazie a un sensore di luce a quadranti, ottimizzando la produzione.
- Si mette in posizione di sicurezza se rileva vento oltre una certa soglia. Tutto questo avviene offline: non richiede app, cloud o connessione internet.
How we built it
Abbiamo sviluppato il cuore logico attorno a un Arduino Uno Q, che gestisce la lettura dei sensori (IMU per il tilt e sensore ottico per il tracking) e il controllo dei motori in tempo reale. Per la struttura meccanica del prototipo in 48 ore abbiamo utilizzato la stampa 3D per i giunti di precisione, unendola a materiali di recupero (cartone, alluminio) per simulare l'apertura e gli assi. L'algoritmo di controllo è scritto in C++ e gestisce le transizioni di stato (livellamento -> tracking -> sicurezza).
Challenges we ran into
La sfida meccanica e algoritmica è stata notevole: far comunicare correttamente i dati dell'IMU (per il livellamento assoluto) con il feedback ottico continuo (per il tracking), mantenendo i movimenti fluidi tramite gli attuatori. Inoltre, costruire un prototipo fisico mobile e bilanciato in pochissime ore con materiali di fortuna ha richiesto molta creatività ingegneristica.
Accomplishments that we're proud of
Siamo estremamente fieri di poter dimostrare dal vivo la nostra soluzione. Abbiamo messo a confronto diretto il sistema mobile SolarFold con un pannello fisso identico, dimostrando dati alla mano:
- Un aumento netto dell'energia prodotta ($\Delta E$) grazie all'inseguimento biassiale.
- L'azzeramento dei tempi e della difficoltà di installazione e livellamento manuale.
What we learned
Abbiamo imparato a gestire la sensor fusion su microcontrollori operanti strettamente offline e abbiamo spinto al limite le nostre capacità di rapid prototyping hardware e software sotto pressione.
What's next for SolarFold
Il prossimo passo è ingegnerizzare i bracci telescopici con materiali ultraleggeri (es. fibra di carbonio o alluminio aeronautico) per scalare la soluzione su array fotovoltaici più grandi e condurre stress-test in scenari operativi reali di protezione civile.
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