Въпреки че свързваме идеята за улавяне и използване на енергия от слънцето със слънчеви панели, човечеството използва този източник на енергия оттогава преди хиляди години да осветявате и отоплявате дома си, вземете топла вода и гответе. Що се отнася до вятъра, сегашните мелници са еволюция на вече описаните в Дон Кихот Сервантес.
Технологичният напредък превърна енергията на слънцето и вятъра, между другото, в нещо все по-ефективни и лесни за използване, но все още има дълъг път, преди да можем завинаги да забравим за изкопаемите горива и да ги използваме само алтернативни енергии. Стотици групи изследователи и инженери по целия свят работят за подобряване на ефективността на тези енергии и това са някои от техните идеи.
1. Perovskites
Днешните слънчеви клетки, базирани на силиций, страдат от някои ограничения: те са направени от материал, който рядко намира се в природата в чистата и необходима форма, за да ги направи, те са твърди и тежки, а ефективността им е ограничена и трудна за мащабиране. Предлагат се нови материали, наречени перовскити, за решаване тези ограничения, защото те зависят от изобилие от елементи и евтини, тъй като имат потенциал да постигнат по-голяма ефективност.
Perovskites са a широка категория материали в която органични молекули, образувани най-вече от връзки на въглерод и водород с метал, като олово, и халоген, като хлор, в кристален кристал с форма на решетка. Те могат да бъдат получени с относителна лекота, евтино и без емисии, което води до тънък и лек филм, който може да се адаптира към всякаква форма, което би позволило производството на слънчеви панели по прост, ефективен начин и с адаптивен резултат и лесен за инсталиране.
Те обаче имат два недостатъка: първият е възможността за интегрирането им в масова продукция все още не е доказано; другата, че те са склонни да разбиват се доста бързо в реални условия.
2. Фотоволтаично мастило
За да разреши тези недостатъци на перовскитите, екип от Националната лаборатория за възобновяема енергия в САЩ е разработил нов метод, с който да се справи с тях. Става въпрос за създаване нафотоволтаично мастило, което им позволява да бъдат в автоматични производствени процеси.
Това разследване започна с a много прост первоскит, съставен от йод, олово и метиламоний. При нормални условия тази смес лесно би образувала кристали, но ще отнеме много време при високи температури, за да се втвърди по-късно, което ще забави и оскъпи производствения процес. Така че екипът търси условия, които да ускорят образуването на кристали, което включва заместване на част от материала с други съединения, като хлор, и добавяне на това, което те наричат „отрицателен разтворител“, нещо, което бързо ще утаи разтвора.
3. Вятърни турбини с двоен ротор
Според инженерите Anupam Sharma и Hui Hu от енергийния център на Айова основата на вятърните генератори има два основни проблема, които ограничават тяхната ефективност: един, че те са големи кръгли парчета, които не генерират енергия в себе си, и вторият, че те причиняват а смущения във вятъра което също намалява енергията на всеки генератор, разположен зад тях, между 8 и 40% в зависимост от условията.
Вашето решение е добавете втори ротор, по-малки, към всяка турбина. Според техните симулации и тестове, проведени във вятърни тунели, добавените лопатки увеличават генерираната енергия с до 18%. Планът е да се разработи турбина с двоен ротор възможно най-ефективенопределяне къде е най-доброто място за поставяне на втория, колко голям трябва да бъде той, каква форма трябва да бъде основата му и дали трябва да се върти в същата посока като основния ротор, или точно обратното.
4. Плаващи слънчеви панели
От 2011 г. френската компания Ciel & Terre работи по създаването широкомащабни плаващи слънчеви панели. Неговата система, наречена Hydrelio Floating PV позволява общи слънчеви панели са инсталирани над големи водни тела като езера, резервоари и водни канали за напояване и други подобни, както и язовири за генериране на фотоволтаична енергия. Става въпрос за създаване на проста и достъпна алтернатива на наземните слънчеви паркове, особено като се мисли за индустрии, които използват големи площи вода и които те не трябва да се отказват за да им дам повече полза.
Според компанията те са лесни за сглобяване и разглобяване, могат да бъдат адаптирани към различни електрически конфигурации, мащабируеми са и няма нужда от тежко оборудване или инструменти. Първите съоръжения от този тип са построени в Обединеното кралство и Япония.