Хотя мы связываем идею улавливания и использования энергии солнца с солнечными батареями, человечество эксплуатирует этот источник энергии с тех пор, как тысячи лет назад, чтобы осветить и обогреть свой дом, достать горячую воду и варить. Что касается ветра, нынешние мельницы - это эволюция тех, что уже были изображены в «Дон Кихоте Сервантесе».
Технологические достижения превратили энергию солнца и ветра, среди прочего, во что-то все более эффективный и простой в использовании, но предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем мы сможем навсегда забыть об ископаемом топливе и использовать только альтернативные источники энергии. Сотни групп исследователей и инженеров по всему миру работают над повышением эффективности этих энергий, и это некоторые из их идей.
1. Перовскиты
Современные солнечные элементы на основе кремния имеют некоторые ограничения: они изготовлены из материала, который редко он находится в природе в чистом виде, необходимом для их создания, они жесткие и тяжелые, а их эффективность ограничена и их трудно масштабировать. Предлагаются новые материалы, названные перовскитами, для решения эти ограничения, потому что они зависят от обильных элементов и дешевы, поскольку обладают потенциалом для повышения эффективности.
Перовскиты - это широкая категория материалов в котором органические молекулы образованы в основном связями углерода и водорода с металлом, таким как свинец, и галогеном, таким как хлор, в кристалле в форме решетки. Их можно получить с относительная простота, дешево и без выбросов, в результате получается тонкая и легкая пленка, которую можно адаптировать к любой форме, что позволило бы производить солнечные панели простым, эффективным способом и с адаптируемый результат и простота установки.
Однако у них есть два недостатка: во-первых, возможность их интеграции в массовое производство это еще не доказано; другой, что они склонны сломаться довольно быстро в реальных условиях.
2. Фотоэлектрические чернила
Чтобы решить эти недостатки перовскитов, команда из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США разработала новый метод их устранения. Речь идет о созданиифотоэлектрические чернила, которые позволяют им быть в автоматических производственных процессах.
Это расследование началось с очень простой первоскит, состоящий из йода, свинца и метиламмония. В нормальных условиях эта смесь могла бы легко образовывать кристаллы, но при высоких температурах потребуется много времени для последующего затвердевания, что приведет к задержке и удорожанию производственного процесса. Таким образом, команда искала условия, которые ускорили бы образование кристаллов, что включало замену некоторых материалов другими соединениями, такими как хлор, и добавление того, что они называли «отрицательным растворителем», что-то, что могло бы быстро осесть раствор.
3. Двухроторные ветряные турбины.
По словам инженеров Анупама Шармы и Хуи Ху из Энергетического центра Айовы, у основания ветряных генераторов есть две основные проблемы, ограничивающие их эффективность: во-первых, они представляют собой большие круглые детали, которые сами по себе не генерируют энергию, и они вызывают беспокойство на ветру что также снижает энергию любого генератора, расположенного за ними, на 8-40% в зависимости от условий.
Ваше решение добавить второй ротор, меньшего размера, к каждой турбине. Согласно их моделированию и испытаниям, проведенным в аэродинамических трубах, добавленные лопасти увеличивают генерируемую энергию до 18%. Планируется разработать турбину с двойной ротор максимально эффективен, определяя, где лучше всего поставить второй, насколько он должен быть большим, какой формы должно быть его основание и должен ли он вращаться в том же направлении, что и главный ротор, или наоборот.
4. Плавающие солнечные батареи.
С 2011 года французская компания Ciel & Terre работает над созданием крупномасштабные плавающие солнечные панели. Его система, называемая Hydrelio Floating PV, позволяет обычные солнечные панели устанавливаются над большими водоемами такие как озера, водохранилища и водные каналы для орошения и т.п., а также плотины для производства фотоэлектрической энергии. Речь идет о создании простой и доступной альтернативы наземным солнечным паркам, особенно если принять во внимание отрасли, в которых используются большие площади воды и которые им не нужно бросать чтобы дать им больше пользы.
По заявлению компании, они легко собираются и разбираются, могут быть адаптированы к различным электрическим конфигурациям, масштабируемы и не требуют тяжелое оборудование или инструменты. Первые объекты такого типа построены в Великобритании и Японии.