Embora associemos a ideia de capturar e aproveitar a energia do sol com painéis solares, a humanidade tem explorado esta fonte de energia desde milhares de anos atrás para iluminar e aquecer sua casa, pegue água quente e cozinhe. Quanto ao vento, os atuais moinhos são uma evolução daquelas já retratadas em Dom Quixote Cervantes.
Os avanços tecnológicos transformaram a energia do sol e do vento, entre outras, em algo cada vez mais eficiente e fácil de usar, mas ainda há um longo caminho a percorrer antes que possamos esquecer permanentemente os combustíveis fósseis e usar apenas energias alternativas. Centenas de grupos de pesquisadores e engenheiros ao redor do mundo estão trabalhando para melhorar a eficiência dessas energias, e essas são algumas de suas idéias.
1. Perovskitas
As células solares baseadas em silício de hoje sofrem de algumas limitações: elas são feitas de um material que raramente é encontrado na natureza na forma pura e necessária para torná-los, eles são rígidos e pesados e sua eficiência é limitada e difícil de escalar. Alguns novos materiais, chamados perovskitas, são postulados entre os melhores avanços para resolver essas limitações, graças ao fato de dependerem de elementos abundantes e baratos, pois têm potencial para alcançar maior eficiência.
Perovskitas são um ampla categoria de materiais em que moléculas orgânicas formadas principalmente por ligações de carbono e hidrogênio com um metal, como o chumbo, e um halogênio, como o cloro, em um cristal em forma de rede. Eles podem ser obtidos com certa facilidade, com baixo custo e sem emissões, resultando em um filme fino e leve que se adapta a qualquer formato, o que permitiria fabricar painéis solares de forma simples, eficiente e com um resultado adaptável e fácil de instalar.
No entanto, eles têm dois inconvenientes: o primeiro é que a possibilidade de integrá-los produção em massa ainda não foi provado; o outro, que eles tendem a quebrar muito rápido em condições reais.
2. Tinta fotovoltaica
Para resolver essas desvantagens das perovskitas, uma equipe do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos Estados Unidos desenvolveu um novo método para lidar com elas. É sobre fazer um 'tinta fotovoltaica que lhes permite ser em processos de produção automáticos.
Esta investigação começou com um pervoskite muito simples composto de iodo, chumbo e metilamônio. Em condições normais, essa mistura facilmente formaria cristais, mas demoraria muito em altas temperaturas para solidificar mais tarde, o que atrasaria e tornaria o processo de fabricação mais caro. Portanto, a equipe procurou condições que acelerassem a formação de cristais, o que envolvia a substituição de parte do material por outros compostos, como o cloro, e a adição do que eles chamam de "solvente negativo", algo que resolveria a solução rapidamente.
3. Turbinas eólicas de duplo rotor
Segundo os engenheiros Anupam Sharma e Hui Hu, do Iowa Energy Center, a base dos geradores eólicos apresenta dois grandes problemas que limitam sua eficiência: um, que são grandes peças redondas que não geram energia em si, e o segundo, que eles causam um perturbação no vento o que também reduz a energia de qualquer gerador localizado atrás deles entre 8 e 40% dependendo das condições.
Sua solução é adicione um segundo rotor, menor, para cada turbina. De acordo com suas simulações e testes realizados em túneis de vento, as pás adicionadas aumentam em até 18% a energia gerada. O plano é desenvolver uma turbina com rotor duplo o mais eficiente possível, determinando onde é o melhor lugar para colocar o segundo, qual deve ser o seu tamanho, qual o formato de sua base e se ele deve girar no mesmo sentido do rotor principal, ou exatamente o contrário.
4. Painéis solares flutuantes
Desde 2011, a empresa francesa Ciel & Terre trabalha para criar painéis solares flutuantes em grande escala. Seu sistema, denominado Hydrelio Floating PV permite painéis solares comuns são instalados sobre grandes corpos d'água como lagos, reservatórios e canais de água para irrigação e afins, bem como barragens para geração de energia fotovoltaica. Trata-se de criar uma alternativa simples e acessível aos parques solares terrestres, especialmente pensando em indústrias que usam grandes áreas de água e que eles não têm que parar para dar-lhes mais uso.
De acordo com a empresa, são fáceis de montar e desmontar, podem ser adaptados a diferentes configurações elétricas, são escalonáveis e não precisam equipamentos ou ferramentas pesadas. As primeiras instalações deste tipo foram construídas no Reino Unido e no Japão.