Zigbee vs. LoRa: confronto tra i controller per inseguitori solari

Quando si parla di protocolli di comunicazione wireless nelle applicazioni IoT (Internet of Things), due delle opzioni più discusse sono Zigbee e LoRa. Entrambe le tecnologie sono a basso consumo energetico, a lungo raggio e adatte a una varietà di applicazioni, ma presentano differenze sostanziali che le rendono ideali per usi specifici.
Zigbee si basa su una topologia di rete mesh, che consente ai dispositivi di comunicare tra loro trasmettendo messaggi attraverso più nodi. Questa è la soluzione ideale per gli ambienti in cui sono presenti numerosi dispositivi nelle immediate vicinanze e richiedono un trasferimento dati ad alta velocità. In genere, Zigbee funziona meglio in spazi relativamente ristretti, dove è necessaria una comunicazione veloce e affidabile tra i dispositivi. Opera sulla banda di frequenza dei 2,4 GHz ed è noto per la sua capacità di gestire contemporaneamente un gran numero di dispositivi connessi.
Al contrario, LoRa (Long Range) funziona con un metodo di comunicazione punto-punto più semplice, in genere progettato per installazioni all'aperto e su grandi aree. È progettato per coprire lunghe distanze con un consumo energetico minimo, il che lo rende la scelta ideale per il monitoraggio e il controllo a distanza di dispositivi distribuiti su vaste aree. LoRa opera in bande di frequenza sub-GHz (come 868 MHz in Europa o 915 MHz negli Stati Uniti), offrendo una portata superiore rispetto a Zigbee: fino a 15 chilometri in ambienti aperti.

Vantaggi di Zigbee e LoRa
Ogni protocollo ha i suoi vantaggi, a seconda del caso d'uso.
Zigbee:
Flessibilità di rete: la rete mesh Zigbee è estremamente flessibile e consente ai dispositivi di comunicare in qualsiasi direzione. Può gestire reti dense con molti dispositivi, il che lo rende ideale per applicazioni in cui numerosi dispositivi devono lavorare a stretto contatto.
Comunicazione in tempo reale: l'architettura di rete mesh consente la trasmissione dei dati in tempo reale, garantendo una comunicazione rapida tra i dispositivi. È ideale per le applicazioni in cui gli aggiornamenti dei dati devono essere rapidi e frequenti.
Interoperabilità: Zigbee è ampiamente supportato da una vasta gamma di dispositivi, il che lo rende una scelta popolare nelle applicazioni di reti industriali e di case intelligenti, in cui la comunicazione tra dispositivi è fondamentale.
LoRa:
Lungo raggio: il punto di forza principale di LoRa è la sua portata eccezionale, che può raggiungere fino a 15 chilometri nelle aree rurali e diversi chilometri in quelle urbane. Ciò lo rende ideale per distribuzioni su larga scala in cui i dispositivi sono distribuiti su grandi distanze.
Basso consumo energetico: LoRa è progettato per operazioni a basso consumo energetico, il che lo rende la scelta perfetta per dispositivi alimentati a batteria in località remote. Ciò è particolarmente vantaggioso nei sistemi di inseguimento solare, in cui i dispositivi devono funzionare in modo autonomo per lunghi periodi senza necessità di manutenzione frequente.
Progettazione di rete semplice: a differenza della rete mesh Zigbee, LoRa utilizza un sistema punto-punto più semplice, riducendo la complessità. Un singolo gateway LoRa può coprire un'ampia area e connettere più dispositivi, il che lo rende una soluzione conveniente per le distribuzioni esterne su larga scala.
Perché LoRa è la soluzione migliore per i progetti di inseguimento solare
Nei progetti fotovoltaici, soprattutto nei grandi parchi solari, l'infrastruttura di comunicazione svolge un ruolo fondamentale per garantire il funzionamento efficiente ed efficace degli inseguitori solari. Spesso la sfida consiste nel mantenere una comunicazione affidabile su aree estese, dove le soluzioni di rete tradizionali potrebbero avere difficoltà a causa di limitazioni di distanza, terreno o potenza.
Le capacità a lungo raggio di LoRa lo rendono la soluzione perfetta per progetti di questo tipo. Nei sistemi di inseguimento solare, ogni inseguitore deve essere costantemente monitorato e regolato per garantire prestazioni ottimali. Questi tracker sono solitamente distribuiti su vaste aree, a volte in luoghi remoti dove la copertura cellulare o altre soluzioni di rete potrebbero non essere disponibili o risultare poco pratiche. La capacità di LoRa di mantenere la comunicazione su lunghe distanze, spesso diversi chilometri, significa che può connettere senza problemi tracker e controller, indipendentemente da quanto siano distanti i dispositivi.
Inoltre, il basso consumo energetico di LoRa rappresenta un altro vantaggio significativo nei progetti solari. I controller e i sensori degli inseguitori solari devono funzionare con un consumo energetico minimo per mantenere l'efficienza e ridurre i costi di manutenzione. Poiché LoRa è ottimizzato per la trasmissione a bassa potenza, i dispositivi possono funzionare per lunghi periodi con piccole batterie, riducendo la necessità di ricariche frequenti o di cablaggio. Ciò rende LoRa un'opzione pratica ed economica per le applicazioni di inseguimento solare da remoto in cui la disponibilità di energia è limitata.
Infine, la semplice architettura della rete LoRa ne semplifica l'implementazione e la scalabilità. Con un singolo gateway LoRa che copre un'ampia area, è possibile connettere più tracker senza la necessità di infrastrutture o apparecchiature di rete complesse. Questa facilità di implementazione è particolarmente vantaggiosa per gli impianti solari in cui è richiesta un'espansione rapida e conveniente man mano che il sistema cresce.