Kuigi me seostame päikesest saadud energia püüdmise ja kasutamise ideed päikesepaneelidega, on inimkond seda energiaallikat alates tuhandeid aastaid tagasi oma kodu valgustamiseks ja soojendamiseks, hankige kuuma vett ja keetke. Mis puudutab tuult, siis praegused veskid on nende areng, mida Don Quijote Cervanteses juba kujutati.
Tehnoloogia areng on muu hulgas muutnud päikese ja tuule energia millekski üha tõhusam ja hõlpsam kasutada, kuid fossiilkütuste jäädav unustamine ja ainult kasutamine on veel pikk tee minna alternatiivsed energiad. Sajad teadlaste ja inseneride rühmad kogu maailmas töötavad nende energiate efektiivsuse parandamise nimel ja need on mõned nende ideed.
1. Perovskid
Tänapäeva ränil põhinevad päikesepatareid kannatavad teatud piirangute all: need on valmistatud materjalist, mida harva seda leidub looduses nende valmistamiseks puhtal ja vajalikul kujul, Need on jäigad ja rasked ning nende efektiivsus on piiratud ja neid on raske mõõta. Mõned uued materjalid, mida nimetatakse perovskiitideks, postuleeritakse parimate lahenduste hulka need piirangud, tänu sellele, et need sõltuvad rohketest elementidest ja odavad, kuna neil on potentsiaali suurema efektiivsuse saavutamiseks.
Perovskid on a lai kategooria materjale milles orgaanilised molekulid moodustuvad peamiselt süsiniku ja vesiniku sidemetega metalliga, nagu plii, ja halogeeniga, näiteks klooriga, võrekujulises kristallis. Neid saab suhteliselt lihtne, odavalt ja ilma emissioonideta, mille tulemuseks on õhuke ja kerge kile, mida saab kohandada mis tahes kujuga, mis võimaldaks päikesepaneele toota lihtsalt, tõhusalt ja kohandatav tulemus ja lihtne paigaldada.
Neil on siiski kaks puudust: esimene on võimalus neid integreerida masstoodang see pole veel tõestatud; teine, et kipuvad lagunevad üsna kiiresti reaalsetes tingimustes.
2. Fotogalvaaniline tint
Nende perovskiitide puuduste lahendamiseks on USA riikliku taastuvenergia laboratooriumi meeskond välja töötanud uue meetodi nende käitlemiseks. See on umbesfotogalvaaniline tint, mis võimaldab neil seda olla automaatsetes tootmisprotsessides.
See uurimine algas a väga lihtne pervoskite, mis koosneb joodist, pliist ja metüülammooniumist. Normaalsetes tingimustes moodustaks see segu kristalle kergesti, kuid hiljem tahkestumine kõrgetel temperatuuridel võtab kaua aega, mis viivitaks ja muudaks tootmisprotsessi kallimaks. Niisiis otsis meeskond tingimusi, mis kiirendaksid kristallide moodustumist, mis seisnes osa materjali asendamises teiste ühenditega, näiteks klooriga, ja nende poolt lisatud "negatiivse lahusti" lisamisega, mis lahendaks lahuse kiiresti.
3. Kaherootorilised tuulikud
Iowa energiakeskuse inseneride Anupam Sharma ja Hui Hu sõnul on tuulegeneraatorite baasil kaks suurt probleemi, mis piiravad nende efektiivsust: üks on see, et need on suured ümmargused tükid, mis iseenesest energiat ei tooda, ja teine, et need põhjustavad a tuule häirimine mis vähendab ka nende taga asuvate generaatorite energiat sõltuvalt tingimustest 8–40%.
Teie lahendus on lisage teine rootor, väiksem, igale turbiinile. Vastavalt nende tuuletunnelites tehtud simulatsioonidele ja katsetele suurendavad lisatud terad toodetud energiat kuni 18%. Plaanis on arendada turbiin koos topeltrootor võimalikult tõhusselle määramine, kuhu on kõige parem paigutada teine, kui suur see peaks olema, milline peaks olema selle alus ja kas see peaks pöörlema pearootoriga samas suunas või lihtsalt vastupidi.
4. Ujuvad päikesepaneelid
Alates 2011. aastast on Prantsusmaa ettevõte Ciel & Terre selle loomisega tegelenud suuremahulised ujuvad päikesepaneelid. Selle süsteem nimega Hydrelio Floating PV võimaldab ühised päikesepaneelid paigaldatakse suurte veekogude kohale nagu niisutamiseks mõeldud järved, reservuaarid ja veekanalid jms, samuti fotogalvaanilise elektri tootmiseks kasutatavad tammid. Selle eesmärk on lihtsa ja taskukohase alternatiivi loomine maapealsetele päikeseparkidele, eriti mõeldes tööstustele, mis kasutavad suuri veealasid ja seda nad ei pea lõpetama et neid rohkem kasutada.
Ettevõtte sõnul on neid lihtne kokku panna ja lahti võtta, neid saab kohandada erinevatele elektrikonfiguratsioonidele, nad on skaleeritavad ja pole vaja rasketehnika või tööriistad. Esimesed seda tüüpi rajatised on ehitatud Ühendkuningriigis ja Jaapanis.