แม้ว่าเราจะเชื่อมโยงแนวคิดในการจับและควบคุมพลังงานจากดวงอาทิตย์ด้วยแผงโซลาร์เซลล์ แต่มนุษยชาติก็ได้ใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานนี้ตั้งแต่ เมื่อหลายพันปีก่อนเพื่อให้บ้านของคุณสว่างและร้อนขึ้นรับน้ำร้อนและปรุงอาหาร สำหรับลมโรงสีในปัจจุบันเป็นวิวัฒนาการของโรงงานที่ปรากฎอยู่แล้วใน Don Quixote Cervantes
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้เปลี่ยนพลังงานของดวงอาทิตย์และลมและอื่น ๆ ให้กลายเป็นบางสิ่งบางอย่าง มีประสิทธิภาพมากขึ้นและใช้งานง่ายแต่ยังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่เราจะลืมเรื่องเชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างถาวรและใช้เพียงอย่างเดียว พลังงานทางเลือก กลุ่มนักวิจัยและวิศวกรหลายร้อยกลุ่มทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของพลังงานเหล่านี้และนี่คือแนวคิดบางส่วนของพวกเขา
1. Perovskites
เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิกอนในปัจจุบันประสบกับข้อ จำกัด บางประการ: ทำจากวัสดุที่ไม่ค่อยมี พบได้ในธรรมชาติในรูปแบบที่บริสุทธิ์และจำเป็นในการสร้าง พวกมันแข็งและหนักและประสิทธิภาพมี จำกัด และยากที่จะขยายขนาด มีการเสนอวัสดุใหม่ที่เรียกว่า perovskites เพื่อแก้ปัญหา ข้อ จำกัด เหล่านี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบมากมาย และราคาถูกเนื่องจากมีศักยภาพในการบรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
Perovskites คือ วัสดุประเภทต่างๆ ซึ่งโมเลกุลอินทรีย์ส่วนใหญ่เกิดจากพันธะของคาร์บอนและไฮโดรเจนกับโลหะเช่นตะกั่วและฮาโลเจนเช่นคลอรีนในผลึกรูปตาข่าย สามารถรับได้ด้วย ความสะดวกสัมพัทธ์ราคาถูกและไม่มีการปล่อยส่งผลให้ฟิล์มบางและเบาสามารถปรับให้เข้ากับรูปทรงใดก็ได้ซึ่งจะช่วยให้การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ทำได้ง่ายมีประสิทธิภาพและมี ผลลัพธ์ที่ปรับเปลี่ยนได้และติดตั้งง่าย.
อย่างไรก็ตามพวกเขามีข้อบกพร่องสองประการประการแรกคือความเป็นไปได้ในการรวมเข้าด้วยกัน การผลิตจำนวนมาก ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ อื่น ๆ ที่พวกเขามักจะ พังเร็วมาก ในสภาพจริง
2. หมึกไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ของ perovskites ทีมงานจาก US National Renewable Energy Laboratory ได้คิดค้นวิธีการใหม่ที่จะจัดการกับสิ่งเหล่านี้ มันเกี่ยวกับการสร้างหมึกไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ช่วยให้เป็นได้ ในกระบวนการผลิตอัตโนมัติ
การสอบสวนนี้เริ่มต้นด้วยก pervoskite ที่เรียบง่ายมากประกอบด้วยไอโอดีนตะกั่วและเมธิลแอมโมเนียม. ภายใต้สภาวะปกติส่วนผสมนี้จะก่อตัวเป็นผลึกได้ง่าย แต่ต้องใช้เวลานานที่อุณหภูมิสูงในการแข็งตัวในภายหลังซึ่งจะล่าช้าและทำให้กระบวนการผลิตมีราคาแพงขึ้น ดังนั้นทีมงานจึงมองหาเงื่อนไขที่จะเร่งการก่อตัวของคริสตัลซึ่งเกี่ยวข้องกับการแทนที่วัสดุบางส่วนด้วยสารประกอบอื่น ๆ เช่นคลอรีนและเพิ่มสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า "ตัวทำละลายเชิงลบ" สิ่งที่จะทำให้สารละลายหมดเร็ว
3. กังหันลมใบพัดคู่
ตามที่วิศวกร Anupam Sharma และ Hui Hu จาก Iowa Energy Center ระบุว่าฐานของเครื่องกำเนิดลมมีปัญหาสำคัญสองประการที่ จำกัด ประสิทธิภาพของพวกเขา: หนึ่งคือชิ้นส่วนกลมขนาดใหญ่ที่ไม่สร้างพลังงานในตัวเองและอย่างที่สองนั่นคือ ทำให้เกิด ความวุ่นวายในสายลม ซึ่งยังช่วยลดพลังงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่อยู่ด้านหลังได้ระหว่าง 8 ถึง 40% ขึ้นอยู่กับเงื่อนไข
ทางออกของคุณคือ เพิ่มโรเตอร์ตัวที่สองเล็กลงสำหรับกังหันแต่ละตัว จากการจำลองและการทดสอบในอุโมงค์ลมใบพัดที่เพิ่มเข้ามาจะเพิ่มพลังงานที่สร้างขึ้นได้ถึง 18% โดยมีแผนจะพัฒนากังหันด้วย โรเตอร์คู่มีประสิทธิภาพมากที่สุดกำหนดตำแหน่งที่ดีที่สุดในการวางตำแหน่งที่สองควรมีขนาดใหญ่เท่าใดฐานของมันควรมีรูปร่างอย่างไรและควรหมุนไปในทิศทางเดียวกับโรเตอร์หลักหรือตรงกันข้าม
4. แผงโซลาร์เซลล์ลอยน้ำ
ตั้งแต่ปี 2011 บริษัท Ciel & Terre ของฝรั่งเศสได้ดำเนินการสร้าง แผงโซลาร์เซลล์ลอยน้ำขนาดใหญ่. ระบบที่เรียกว่า Hydrelio Floating PV ช่วยให้ แผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปถูกติดตั้งเหนือแหล่งน้ำขนาดใหญ่ เช่นทะเลสาบอ่างเก็บน้ำและช่องทางน้ำเพื่อการชลประทานและอื่น ๆ เช่นเดียวกับเขื่อนสำหรับผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เป็นเรื่องเกี่ยวกับการสร้างทางเลือกที่เรียบง่ายและราคาไม่แพงสำหรับสวนพลังงานแสงอาทิตย์บนบกโดยเฉพาะอย่างยิ่งการคิดถึงอุตสาหกรรมที่ใช้น้ำในพื้นที่ขนาดใหญ่และ พวกเขาไม่จำเป็นต้องลาออก เพื่อให้พวกเขาใช้งานได้มากขึ้น
ตามที่ บริษัท ระบุว่าง่ายต่อการประกอบและถอดแยกชิ้นส่วนสามารถปรับให้เข้ากับการกำหนดค่าไฟฟ้าที่แตกต่างกันสามารถปรับขนาดได้และไม่จำเป็นต้อง เครื่องจักรกลหนักหรือเครื่องมือ. สิ่งอำนวยความสะดวกประเภทนี้แห่งแรกถูกสร้างขึ้นในสหราชอาณาจักรและญี่ปุ่น