Bagama't iniuugnay natin ang ideya ng pagkuha at paggamit ng enerhiya mula sa araw sa mga solar panel, sinamantala ng sangkatauhan ang pinagmumulan ng enerhiya mula noong libu-libong taon na ang nakalilipas upang magsindi, magpainit ng kanilang mga tahanan, kumuha ng mainit na tubig at magluto. Ginamit din ang hangin sa loob ng maraming siglo, na umuusbong mula sa mga windmill na ipinakita ni Cervantes sa Don Quixote hanggang sa mga wind turbine ngayon.
Ang mga pag-unlad ng teknolohiya ay nagbigay-daan sa enerhiya mula sa araw, hangin at iba pang pinagmumulan lalong episyente at madaling gamitin. Gayunpaman, marami pa ring dapat gawin bago natin tuluyang iwanan ang mga fossil fuel at umasa lamang sa mga alternatibong enerhiya. Sa buong mundo, ang mga grupo ng mga mananaliksik at mga inhinyero ay nagsisikap na mapabuti ang kahusayan ng nababagong enerhiya. Susunod, tuklasin natin ang ilan sa mga pinaka-promising na teknolohiya.
1. Perovskites: ang kinabukasan ng solar energy
Ang mga tradisyonal na solar cell ay gawa sa silikon, isang materyal na may ilang mga limitasyon: ito ay matibay, mabigat, at ang kahusayan nito ay mahirap pagbutihin. Sa kontekstong ito, ang perovskite ay lumitaw bilang isang maaasahang alternatibo. Ang mga materyales na ito, na binubuo ng mga organiko at hindi organikong molekula, ay may mala-kristal na istraktura na nagpapahintulot sa amin na makamit ang mas mataas na kahusayan at mabawasan ang mga gastos sa pagmamanupaktura.
Ang mga perovskite ay madaling gawin at maaaring ilapat sa anyo ng mga manipis na pelikula, na nagpapahintulot sa mga solar cell na maging mas magaan at mas nababaluktot. Binubuksan nito ang posibilidad na isama ang mga ito sa iba't ibang mga ibabaw, tulad ng mga bubong o sasakyan.
Gayunpaman, ang mga perovskite ay nagpapakita rin ng mga hamon. Ang kanilang tibay ay isang bukas na tanong, dahil sila ay madalas na mabilis na bumababa kapag nalantad sa mga kondisyon sa kapaligiran. Sa kabila ng mga problemang ito, ang pananaliksik sa teknolohiyang ito ay mabilis na sumusulong, at inaasahan na sa mga darating na taon ang mga cell ng perovskite ay magiging isang opsyon na mabubuhay sa komersyo.
2. Photovoltaic ink: pagbabago ng produksyon ng mga solar panel
Ang isa sa mga pangunahing pagsulong upang mapabuti ang produksyon ng mga selulang perovskite ay ang pag-unlad ng photovoltaic ink. Ang bagong pamamaraan na ito ay nagbibigay-daan sa pagtitiwalag ng mga perovskite sa mas mabilis at mas murang paraan, na magpapadali sa mass production ng mga solar panel.
Ang susi sa pagbabagong ito ay isang halo na bumubuo ng mga kristal sa mas mababang temperatura. Gamit ang a negatibong solvent, ginawa ng mga siyentipiko na mas mabilis at mas pare-pareho ang pagbuo ng mga kristal, na magbibigay-daan sa paggawa ng mga solar panel sa mga linya ng produksyon na may mataas na pagganap.
Ang mga naunang pagsusuri ay nagpapahiwatig na ang mga panel na ito ay maaaring umabot sa kahusayan sa paligid ng 20%, at inaasahan na ang karagdagang pananaliksik ay malulutas ang mga isyu sa katatagan at tibay.
3. Wind turbines na may double rotor: mas mahusay na kahusayan para sa pagbuo ng enerhiya
Sa larangan ng enerhiya ng hangin, ang isa sa mga pinaka-promising na pagbabago ay double rotor wind turbines. Binuo ng mga inhinyero sa Iowa Energy Center, ang teknolohiyang ito ay naglalayong pagbutihin ang kahusayan ng mga wind turbine sa pamamagitan ng pagdaragdag ng pangalawang, mas maliit na hanay ng mga blades.
Ang problema sa mga tradisyonal na turbine ay ang base ng tore at ang mga blades ay bumubuo ng wind resistance, na nagpapababa sa dami ng enerhiya na maaaring makuha mula sa hangin. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng pangalawang rotor, ang ilan sa nawalang enerhiya na ito ay maaaring mabawi, na pinapataas ang produksyon ng enerhiya ng hanggang 18% ayon sa mga pag-aaral.
Ang hamon ngayon ay i-optimize ang disenyo upang matukoy ang pinakamagandang lokasyon ng pangalawang rotor at kung dapat itong paikutin sa parehong direksyon tulad ng pangunahing direksyon o sa kabilang direksyon. Ang mga wind tunnel simulation at real-world na pagsubok ay nakapagpapatibay.
4. Mga lumulutang na solar panel: isang solusyon sa kakulangan ng espasyo
Ang paggamit ng mga katawan ng tubig upang mag-install ng mga solar panel ay isang umuusbong na teknolohiya. Mula noong 2011, ang kumpanyang Pranses na Ciel&Tierre ay nagpapaunlad ng tinatawag na lumulutang na mga solar panel, na maaaring matatagpuan sa mga lawa, reservoir at iba pang anyong tubig.
Ang mga sistemang ito ay hindi lamang sinasamantala ang hindi nagamit na espasyo, kundi pati na rin pagbutihin ang kahusayan ng mga panel sa pamamagitan ng pagpigil sa mga ito mula sa sobrang init, dahil ang tubig ay gumaganap bilang isang natural na coolant. Ayon sa mga pag-aaral, ang mga lumulutang na solar panel ay maaaring makabuo ng hanggang 20% na mas maraming enerhiya kaysa sa mga naka-install sa lupa.
Sa mga bansang tulad ng Japan at China, na-install ang malalaking floating solar plants. Sa Tsina, halimbawa, mayroong pinakamalaking floating solar park sa mundo, na may kakayahang magbigay ng kuryente sa higit sa 15.000 mga tahanan.
Bilang karagdagan sa mga benepisyo sa enerhiya, binabawasan ng mga system na ito ang pagsingaw ng tubig at tumutulong na maiwasan ang paglaki ng algae, na ginagawa itong dobleng napapanatiling solusyon.
5. Solar roof tiles: renewable energy sa bawat bahay
Ang isa pang kawili-wiling pagsulong sa paggamit ng solar energy ay ang solar tile. Ang mga photovoltaic tile na ito ay idinisenyo upang maging isang aesthetic at functional na alternatibo sa conventional solar panels. Hindi tulad ng mga tradisyunal na panel, ang mga solar tile ay direktang isinama sa bubong at gumaganap ng dobleng tungkulin: pagprotekta sa tahanan laban sa masamang panahon at pagbuo ng kuryente.
Karaniwang gawa sa ceramic, ang mga tile na ito ay naglalaman ng mga solar cell na sumisipsip ng sikat ng araw at nagko-convert nito sa enerhiya. Ang sistema ay kumokonekta sa isang inverter na nagko-convert ng direktang kasalukuyang nabuo ng mga tile sa alternating current para sa domestic na paggamit.
Ang mga tile na ito ay lalo na sikat sa mga kapaligiran ng tirahan kung saan ang layunin ay mapanatili ang mga aesthetics ng architectural complex, at mayroon silang potensyal na maging isang standard na elemento sa mga constructions ng hinaharap.
Sa pagtaas ng kahusayan at mas mababang mga gastos sa pag-install, ang mga solar shingle ay nakakakuha ng saligan at maaaring maging isang praktikal na opsyon para sa maraming tao sa mga darating na taon.
Ang nababagong enerhiya ay sumusulong nang mabilis salamat sa kumbinasyon ng mga bagong materyales at teknolohiya. Bagama't may mga hamon pa rin sa parehong kahusayan at gastos, parami nang parami ang mga proyektong nagpapakita na ang kinabukasan ng enerhiya ay nasa malinis at napapanatiling mga mapagkukunan. Ang bawat isa sa mga pagsulong na tinalakay sa artikulong ito, mula sa mga perovskite hanggang sa mga lumulutang na solar panel, ay naglalapit sa atin sa isang mundo kung saan ang nababagong enerhiya ay karaniwan.