Sebbene associamo l'idea di catturare e sfruttare l'energia del sole con i pannelli solari, l'umanità ha sfruttato questa fonte di energia da allora migliaia di anni fa per illuminare e riscaldare la tua casa, prendi l'acqua calda e cucina. Per quanto riguarda il vento, gli attuali mulini sono un'evoluzione di quelli già ritratti in Don Chisciotte Cervantes.
I progressi tecnologici hanno trasformato l'energia del sole e del vento, tra gli altri, in qualcosa sempre più efficiente e facile da usare, ma c'è ancora molta strada da fare prima di poter dimenticare definitivamente i combustibili fossili e utilizzarli solo energie alternative. Centinaia di gruppi di ricercatori e ingegneri in tutto il mondo stanno lavorando per migliorare l'efficienza di queste energie, e queste sono alcune delle loro idee.
1. Perovskiti
Le celle solari a base di silicio di oggi soffrono di alcune limitazioni: sono fatte di un materiale che raramente Si trova in natura nella forma pura e necessaria per produrli, sono rigidi e pesanti e la loro efficienza è limitata e difficile da scalare. Nuovi materiali, chiamati perovskiti, vengono proposti per risolvere queste limitazioni perché dipendono da elementi abbondanti ed economici in quanto hanno il potenziale per ottenere una maggiore efficienza.
I perovskiti sono a ampia categoria di materiali in cui molecole organiche formate principalmente da legami di carbonio e idrogeno con un metallo, come il piombo, e un alogeno, come il cloro, in un cristallo a forma di reticolo. Possono essere ottenuti con relativa facilità, economico e senza emissioni, risultando in un film sottile e leggero che può essere adattato a qualsiasi forma, che consentirebbe la produzione di pannelli solari in modo semplice, efficiente e con un risultato adattabile e facile da installare.
Tuttavia, hanno due inconvenienti: il primo è che la possibilità di integrarli in produzione di massa non è stato ancora dimostrato; l'altro, a cui tendono abbattere abbastanza velocemente in condizioni reali.
2. Inchiostro fotovoltaico
Per risolvere questi inconvenienti dei perovskiti, un team del National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti ha ideato un nuovo metodo con cui gestirli. Si tratta di fare un 'inchiostro fotovoltaico che permette loro di essere nei processi di produzione automatici.
Questa indagine è iniziata con a pervoskite molto semplice composto da iodio, piombo e metilammonio. In condizioni normali, questa miscela formerebbe facilmente cristalli, ma impiegherebbe molto tempo a temperature elevate per solidificarsi in seguito, il che ritarderebbe e renderebbe un processo di produzione più costoso. Quindi il team ha cercato le condizioni che avrebbero accelerato la formazione di cristalli, che comportava la sostituzione di parte del materiale con altri composti, come il cloro, e l'aggiunta di quello che hanno chiamato un "solvente negativo", qualcosa che stabilisse rapidamente la soluzione.
3. Turbine eoliche a doppio rotore
Secondo gli ingegneri Anupam Sharma e Hui Hu, dell'Iowa Energy Center, la base dei generatori eolici ha due grandi problemi che ne limitano l'efficienza: uno, che sono grandi pezzi rotondi che non generano energia in se stessi, e il secondo, che causano a disturbo al vento che riduce anche l'energia di qualsiasi generatore situato dietro di loro tra l'8 e il 40% a seconda delle condizioni.
La tua soluzione è aggiungere un secondo rotore, più piccolo, a ciascuna turbina. Secondo le loro simulazioni e test effettuati nelle gallerie del vento, le pale aggiunte aumentano l'energia generata fino al 18%. Il piano è quello di sviluppare una turbina con doppio rotore il più efficiente possibile, determinando dove è il posto migliore per mettere il secondo, quanto dovrebbe essere grande, quale forma dovrebbe essere la sua base e se deve ruotare nella stessa direzione del rotore principale, o esattamente l'opposto.
4. Pannelli solari galleggianti
Dal 2011 l'azienda francese Ciel & Terre lavora per creare pannelli solari galleggianti su larga scala. Il suo sistema, denominato Hydrelio Floating PV lo consente i comuni pannelli solari sono installati su grandi specchi d'acqua come laghi, bacini e canali d'acqua per l'irrigazione e simili, nonché dighe per la produzione di energia fotovoltaica. Si tratta di creare un'alternativa semplice ed economica ai parchi solari terrestri, soprattutto pensando alle industrie che utilizzano grandi aree d'acqua e che non devono smettere per dare loro più uso.
Secondo l'azienda, sono facili da montare e smontare, possono essere adattati a diverse configurazioni elettriche, sono scalabili e non necessitano attrezzature o strumenti pesanti. Le prime strutture di questo tipo sono state realizzate nel Regno Unito e in Giappone.