Selv om vi forbinder ideen om å fange og utnytte energi fra solen med solcellepaneler, har menneskeheten utnyttet denne energikilden siden tusenvis av år siden å tenne, varme opp hjemmene sine, få varmt vann og lage mat. Vind har også blitt brukt i århundrer, og utviklet seg fra vindmøllene som Cervantes fremstilte i Don Quixote til dagens vindturbiner.
Teknologiske fremskritt har tillatt energi fra sol, vind og andre kilder å være stadig mer effektiv og enkel å bruke. Det er imidlertid fortsatt mye å gjøre før vi fullstendig kan forlate fossilt brensel og bare stole på alternative energier. Rundt om i verden jobber grupper av forskere og ingeniører med å forbedre effektiviteten til fornybar energi. Deretter skal vi utforske noen av de mest lovende teknologiene.
1. Perovskites: fremtiden for solenergi
Tradisjonelle solceller er laget av silisium, et materiale som har flere begrensninger: det er stivt, tungt, og dets effektivitet er vanskelig å forbedre. I denne sammenhengen perovskitter har dukket opp som et lovende alternativ. Disse materialene, som består av organiske og uorganiske molekyler, har en krystallinsk struktur som gjør at vi kan oppnå høyere effektivitet og redusere produksjonskostnadene.
Perovskitter er enkle å produsere og kan påføres i form av tynne filmer, slik at solceller kan være lettere og mer fleksible. Dette åpner for muligheten for å integrere dem i en rekke overflater, for eksempel tak eller kjøretøy.
Perovskitter byr imidlertid også på utfordringer. Holdbarheten deres er et åpent spørsmål, siden de har en tendens til det nedbrytes raskt når de utsettes for miljøforhold. Til tross for disse problemene går forskningen på denne teknologien raskt, og det forventes at perovskittceller i de kommende årene vil bli et kommersielt levedyktig alternativ.
2. Fotovoltaisk blekk: revolusjonerer produksjonen av solcellepaneler
En av de viktigste fremskritt for å forbedre produksjonen av perovskittceller er utviklingen av fotovoltaisk blekk. Denne nye metoden tillater avsetning av perovskitter på en raskere og billigere måte, noe som vil lette masseproduksjonen av solcellepaneler.
Nøkkelen til denne innovasjonen er en blanding som danner krystaller ved lavere temperaturer. Ved å bruke en negativt løsemiddel, har forskere fått krystaller til å dannes raskere og mer jevnt, noe som vil tillate solcellepaneler å bli produsert på høyytelses produksjonslinjer.
Tidlige tester indikerer at disse panelene kan nå en effektivitet på rundt 20 %, og det forventes at videre forskning vil løse problemer med stabilitet og holdbarhet.
3. Vindturbiner med dobbel rotor: større effektivitet for energiproduksjon
Innen vindenergi er en av de mest lovende innovasjonene doble rotor vindturbiner. Utviklet av ingeniører ved Iowa Energy Center, søker denne teknologien å forbedre effektiviteten til vindturbiner ved å legge til et andre, mindre sett med blader.
Problemet med tradisjonelle turbiner er at bunnen av tårnet og bladene genererer vindmotstand, noe som reduserer mengden energi som kan hentes fra vinden. Ved å legge til en andre rotor, kan noe av denne tapte energien gjenvinnes, som øker energiproduksjonen med opptil 18 % ifølge studier.
Utfordringen nå er å optimalisere designet for å finne den beste plasseringen av den andre rotoren og om den skal rotere i samme retning som hovedrotoren eller i motsatt retning. Vindtunnelsimuleringer og testing i den virkelige verden er oppmuntrende.
4. Flytende solcellepaneler: en løsning på plassmangel
Bruken av vann for å installere solcellepaneler er en blomstrende teknologi. Siden 2011 har det franske selskapet Ciel&Tierre utviklet den såkalte flytende solcellepaneler, som kan ligge i innsjøer, reservoarer og andre vannmasser.
Disse systemene drar ikke bare nytte av ellers ubrukt plass, men også forbedre effektiviteten til panelene ved å forhindre at de overopphetes, siden vann fungerer som en naturlig kjølevæske. Ifølge studier kan flytende solcellepaneler generere opptil 20 % mer energi enn de som er installert på land.
I land som Japan og Kina er det installert flytende solcelleanlegg i stor skala. I Kina, for eksempel, er det den største flytende solcelleparken i verden, som kan levere strøm til mer enn 15.000 XNUMX hjem.
I tillegg til energifordelene, reduserer disse systemene vannfordampning og bidrar til å forhindre algevekst, noe som gjør dem til en dobbelt bærekraftig løsning.
5. Solar takstein: fornybar energi i hvert hus
Et annet interessant fremskritt i bruken av solenergi er solfliser. Disse fotovoltaiske flisene er designet for å være et estetisk og funksjonelt alternativ til konvensjonelle solcellepaneler. I motsetning til tradisjonelle paneler er solcellefliser integrert direkte i taket og fyller en dobbel funksjon: beskytter boligen mot dårlig vær og Elektrisitetsproduksjon.
Disse flisene er vanligvis laget av keramikk, og inneholder solceller som absorberer sollys og omdanner det til energi. Systemet kobles til en omformer som konverterer likestrømmen som genereres av flisene til vekselstrøm for hjemmebruk.
Disse flisene er spesielt populære i boligmiljøer hvor målet er å opprettholde estetikken til det arkitektoniske komplekset, og de har potensial til å bli et standardelement i fremtidens konstruksjoner.
Med økt effektivitet og lavere installasjonskostnader vinner solhelvetesild terreng og kan være et levedyktig alternativ for mange mennesker i årene som kommer.
Fornybar energi går frem i store sprang takket være kombinasjonen av nye materialer og teknologier. Selv om det fortsatt er utfordringer både når det gjelder effektivitet og kostnader, viser stadig flere prosjekter at fremtidens energi ligger i rene og bærekraftige kilder. Hvert av fremskrittene som diskuteres i denne artikkelen, fra perovskitter til flytende solcellepaneler, bringer oss nærmere en verden der fornybar energi er normen.