Хоча ми пов'язуємо ідею захоплення та використання енергії сонця із сонячними панелями, людство використовує це джерело енергії з тисячі років тому, щоб освітлити та обігріти ваш дім, наберіть гарячої води і варіть. Що стосується вітру, то нинішні млини є еволюцією тих, що вже зображені у Дон Кіхота Сервантеса.
Досягнення технологій перетворили енергію сонця та вітру, серед іншого, на щось все більш ефективний і простий у використанні, але нам ще потрібно пройти довгий шлях, перш ніж ми зможемо назавжди забути про викопне паливо та використовувати лише його альтернативні енергії. Сотні груп дослідників та інженерів у всьому світі працюють над підвищенням ефективності цих енергій, і це деякі з їх ідей.
1. Перовськіти
Сучасні сонячні елементи на основі кремнію страждають від деяких обмежень: вони виготовляються з матеріалу, який рідко він знаходиться в природі в чистому і необхідному вигляді для їх виготовлення, вони жорсткі і важкі, а їх ефективність обмежена і важко масштабується. Запропоновано вирішити нові матеріали, які називаються перовскітами ці обмеження, оскільки вони залежать від рясних елементів і дешеві, оскільки вони мають потенціал для досягнення більшої ефективності.
Перовскіти - це широка категорія матеріалів в якій органічні молекули, утворені здебільшого зв’язками вуглецю та водню з металом, таким як свинець, та галогеном, таким як хлор, у кристалі у формі гратки. Їх можна отримати за допомогою відносна легкість, дешево і без викидів, в результаті чого виходить тонка і легка плівка, яку можна пристосувати до будь-якої форми, що дозволить виготовляти сонячні панелі простим, ефективним способом та адаптований результат і простий в установці.
Однак у них є два недоліки: перший - можливість їх інтеграції масове виробництво це ще не доведено; інший, що вони, як правило руйнуються досить швидко в реальних умовах.
2. Фотоелектричні чорнило
Щоб усунути ці недоліки перовскітів, команда з Національної лабораторії відновлюваної енергетики США розробила новий метод, з яким можна боротися з ними. Йдеться про створенняфотоелектричні чорнило, що дозволяє їм бути в автоматичних виробничих процесах.
Це розслідування розпочалось з дуже простий первоскіт, що складається з йоду, свинцю та метиламонію. У звичайних умовах ця суміш легко утворює кристали, але пізніше застигання при високих температурах займе багато часу, що затримає і зробить виробничий процес дорожчим. Тож команда шукала умови, які могли б прискорити утворення кристалів, що передбачало заміну частини матеріалу іншими сполуками, наприклад, хлором, і додавання того, що вони називали «негативним розчинником», чогось, що швидко розчинило б розчин.
3. Вітрогенератори з подвійним ротором
За словами інженерів Анупама Шарми та Хуей Ху з Айовського енергетичного центру, у основи вітрогенераторів є дві основні проблеми, що обмежують їх ефективність: одна - це великі круглі шматки, які не генерують енергію самі по собі, і друга - що вони викликають а порушення на вітрі що також зменшує енергію будь-якого генератора, що знаходиться за ними, на 8-40% залежно від умов.
Ваше рішення додати другий ротор, менше, до кожної турбіни. Відповідно до їх моделювання та випробувань, проведених у аеродинамічних трубах, додані лопаті збільшують енергію, що генерується, до 18%. У планах - розробка турбіни с подвійний ротор максимально ефективний, визначаючи, де найкраще розмістити другий, наскільки великим він повинен бути, якої форми має бути його основа і якщо він повинен обертатися в тому ж напрямку, що і основний ротор, чи якраз навпаки.
4. Плавучі сонячні панелі
З 2011 року над створенням працює французька компанія Ciel & Terre великі плаваючі сонячні батареї. Його система, яка називається Hydrelio Floating PV, дозволяє загальні сонячні панелі встановлюються над великими водоймами такі як озера, водосховища та водні канали для зрошення тощо, а також дамби для виробництва фотоелектричної енергії. Йдеться про створення простої та доступної альтернативи наземним сонячним паркам, особливо, думаючи про галузі, що використовують великі площі води і що вони не повинні кидати щоб дати їм більше користі.
За словами компанії, їх легко збирати та розбирати, їх можна пристосувати до різних електричних конфігурацій, масштабовано та не потрібно важке обладнання або інструменти. Перші споруди такого типу побудовані у Великобританії та Японії.