Chociaż pomysł przechwytywania i wykorzystywania energii słonecznej kojarzy nam się z panelami słonecznymi, ludzkość wykorzystuje to źródło energii od tysiące lat temu, aby oświetlić i ogrzać Twój dom, podgrzej wodę i gotuj. Jeśli chodzi o wiatr, obecne młyny są ewolucją tych, które zostały już przedstawione w Don Kichocie Cervantesie.
Postęp technologiczny zmienił w coś między innymi energię słońca i wiatru coraz bardziej wydajne i łatwe w użyciu, ale jest jeszcze długa droga, zanim będziemy mogli trwale zapomnieć o paliwach kopalnych i korzystać tylko z nich alternatywne źródła energii. Setki grup naukowców i inżynierów na całym świecie pracuje nad poprawą wydajności tych energii i to tylko niektóre z ich pomysłów.
1. Perowskity
Dzisiejsze ogniwa słoneczne na bazie krzemu mają pewne ograniczenia: rzadko są wykonane z materiału występuje w naturze w czystej i niezbędnej formie, aby je wykonać, są sztywne i ciężkie, a ich skuteczność jest ograniczona i trudna do skalowania. Niektóre nowe materiały, zwane perowskitami, są uważane za jedne z najlepszych rozwiązań do rozwiązania te ograniczenia, dzięki temu, że zależą od obfitości pierwiastków i tanie, ponieważ mają potencjał osiągnięcia większej wydajności.
Perowskity są szeroka kategoria materiałów w którym cząsteczki organiczne powstają głównie przez wiązania węgla i wodoru z metalem, takim jak ołów, i halogenem, takim jak chlor, w krysztale o kształcie siatki. Można je uzyskać za pomocą względna łatwość, tanio i bez emisji, co daje cienką i lekką folię, którą można dopasować do dowolnego kształtu, co pozwoliłoby na produkcję paneli słonecznych w prosty, efektywny sposób i przy adaptowalny wynik i łatwy do zainstalowania.
Mają jednak dwie wady: pierwsza polega na tym, że możliwość ich integracji z produkcja masowa nie zostało to jeszcze udowodnione; z drugiej, że mają tendencję rozpadają się dość szybko w rzeczywistych warunkach.
2. Atrament fotowoltaiczny
Aby rozwiązać te wady perowskitów, zespół z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej opracował nową metodę radzenia sobie z nimi. Chodzi o zrobienie 'atrament fotowoltaiczny, który im pozwala w automatycznych procesach produkcyjnych.
To dochodzenie rozpoczęło się od bardzo prosty perwoskit złożony z jodu, ołowiu i metyloamonu. W normalnych warunkach mieszanina ta łatwo tworzyłaby kryształy, ale późniejsze zestalenie w wysokich temperaturach zajęłoby dużo czasu, co opóźniłoby i podniósłby koszt procesu produkcyjnego. Zespół szukał więc warunków, które przyspieszyłyby tworzenie się kryształów, co wymagało zastąpienia części materiału innymi związkami, takimi jak chlor, i dodania tego, co nazwali „rozpuszczalnikiem ujemnym”, co szybko osadziłoby roztwór.
3. Dwuwirnikowe turbiny wiatrowe
Według inżynierów Anupama Sharmy i Hui Hu z Iowa Energy Center podstawa generatorów wiatrowych ma dwa główne problemy, które ograniczają ich wydajność: po pierwsze, są to duże okrągłe elementy, które same nie wytwarzają energii, a po drugie, że powodują zakłócenie wiatru co również zmniejsza energię dowolnego generatora znajdującego się za nimi o od 8 do 40% w zależności od warunków.
Twoim rozwiązaniem jest dodaj drugi rotormniejsze, do każdej turbiny. Zgodnie z ich symulacjami i testami przeprowadzonymi w tunelach aerodynamicznych, dodane łopaty zwiększają wytwarzaną energię nawet o 18%. W planach jest opracowanie turbiny o podwójny wirnik tak wydajny, jak to tylko możliweokreślenie, gdzie najlepiej umieścić drugi, jak duży powinien być, jaki kształt ma mieć jego podstawa i czy powinien obracać się w tym samym kierunku co wirnik główny, czy wręcz przeciwnie.
4. Pływające panele słoneczne
Od 2011 roku tworzy francuska firma Ciel & Terre pływające panele słoneczne na dużą skalę. Pozwala na to system o nazwie Hydrelio Floating PV powszechne panele słoneczne są instalowane na dużych zbiornikach wodnych takie jak jeziora, zbiorniki i kanały wodne do nawadniania i tym podobne, a także tamy do wytwarzania energii fotowoltaicznej. Chodzi o stworzenie prostej i niedrogiej alternatywy dla naziemnych parków słonecznych, zwłaszcza biorąc pod uwagę branże wykorzystujące duże obszary wody i że nie muszą rezygnować aby dać im więcej pożytku.
Według firmy są łatwe w montażu i demontażu, można je dostosować do różnych konfiguracji elektrycznych, są skalowalne i nie ma potrzeby ciężki sprzęt lub narzędzia. Pierwsze tego typu obiekty powstały w Wielkiej Brytanii i Japonii.