Selvom vi forbinder ideen om at fange og udnytte energi fra solen med solpaneler, har menneskeheden udnyttet denne energikilde siden tusinder af år siden for at tænde og varme dit hjem, få varmt vand og lav mad. Med hensyn til vinden er de nuværende møller en udvikling af dem, der allerede er portrætteret i Don Quijote Cervantes.
Teknologiske fremskridt har blandt andet forvandlet solenergiens og vindenes energi stadig mere effektiv og nem at bruge, men der er stadig en lang vej at gå, før vi permanent kan glemme fossile brændstoffer og kun bruge dem alternative energier. Hundredvis af grupper af forskere og ingeniører rundt om i verden arbejder på at forbedre effektiviteten af disse energier, og dette er nogle af deres ideer.
1. Perovskites
Dagens siliciumbaserede solceller lider af nogle begrænsninger: de er lavet af et materiale, der sjældent det findes i naturen i den rene og nødvendige form til at gøre dem, de er stive og tunge, og deres effektivitet er begrænset og vanskelig at opskalere. Nogle nye materialer, kaldet perovskites, postuleres blandt de bedste fremskridt at løse disse begrænsninger takket være det faktum, at de er afhængige af rigelige elementer og billige, da de har potentialet til at opnå større effektivitet.
Perovskites er en bred kategori af materialer hvor organiske molekyler hovedsagelig dannes af bindinger af kulstof og brint med et metal, såsom bly, og et halogen, såsom klor, i en gitterformet krystal. De kan fås med relativ lethed, billigt og uden emissioner, hvilket resulterer i en tynd og let film, der kan tilpasses enhver form, hvilket gør det muligt at fremstille solpaneler enkelt, effektivt og med en tilpasset resultat og let at installere.
De har dog to ulemper: den første er muligheden for at integrere dem i masseproduktion det er endnu ikke bevist; den anden, at de har tendens til bryde ned ret hurtigt under reelle forhold.
2. Solcelleblæk
For at løse disse ulemper ved perovskites har et team fra US National Renewable Energy Laboratory udtænkt en ny metode til at håndtere dem. Det handler om at lave en 'fotovoltaisk blæk, der gør det muligt for dem at være i automatiske produktionsprocesser.
Denne undersøgelse begyndte med en meget enkel pervoskite sammensat af jod, bly og methylammonium. Under normale forhold ville denne blanding let danne krystaller, men det ville tage lang tid ved høje temperaturer at størkne senere, hvilket ville forsinke og gøre en fremstillingsproces dyrere. Så teamet ledte efter forhold, der ville fremskynde krystaldannelse, som involverede at erstatte noget af materialet med andre forbindelser, såsom klor, og tilføje det, de kaldte et "negativt opløsningsmiddel", noget der hurtigt kunne afvikle opløsningen.
3. Vindmøller med dobbelt rotor
Ifølge ingeniører Anupam Sharma og Hui Hu fra Iowa Energy Center har basen af vindgeneratorer to store problemer, der begrænser deres effektivitet: det ene, at det er store runde stykker, der ikke genererer energi i sig selv, og det andet, at de forårsager en forstyrrelse i vinden hvilket også reducerer energien fra en generator bag dem med mellem 8 og 40% afhængigt af forholdene.
Din løsning er tilføj en anden rotor, mindre, til hver turbine. Ifølge deres simuleringer og test udført i vindtunneler øger de tilføjede vinger den genererede energi med op til 18%. Planen er at udvikle en turbine med dobbeltrotor så effektiv som muligtat bestemme, hvor det bedste sted er at placere det andet, hvor stort det skal være, hvilken form dets base skal være, og om det skal rotere i samme retning som hovedrotoren eller bare det modsatte.
4. Flydende solpaneler
Siden 2011 har det franske firma Ciel & Terre arbejdet med at skabe flydende solpaneler i stor skala. Dets system, kaldet Hydrelio Floating PV tillader fælles solpaneler er installeret over store vandområder såsom søer, reservoirer og vandkanaler til kunstvanding og lignende såvel som dæmninger til solcelleanlæg. Det handler om at skabe et simpelt og overkommeligt alternativ til terrestriske solparker, især tænke på industrier, der bruger store vandområder og det de behøver ikke holde op for at give dem mere brug.
Ifølge virksomheden er de nemme at montere og adskille, kan tilpasses til forskellige elektriske konfigurationer, er skalerbare og har ikke brug for tungt udstyr eller værktøj. De første faciliteter af denne type er bygget i Storbritannien og Japan.