Edhe pse ne e lidhim idenë e kapjes dhe shfrytëzimit të energjisë nga dielli me panelet diellore, njerëzimi e ka shfrytëzuar këtë burim energjie që nga ajo kohë. mijëra vjet më parë për të ndezur, ngrohur shtëpitë e tyre, për të marrë ujë të nxehtë dhe për të gatuar. Era është përdorur gjithashtu për shekuj, duke evoluar nga mullinjtë e erës që Cervantes portretizoi në Don Kishotin deri te turbinat e erës së sotme.
Përparimet teknologjike kanë lejuar që energjia nga dielli, era dhe burime të tjera të jenë gjithnjë e më efikase dhe e lehtë për t'u përdorur. Megjithatë, ka ende shumë për të bërë përpara se të mund të braktisim plotësisht lëndët djegëse fosile dhe të mbështetemi vetëm në to energji alternative. Në mbarë botën, grupe studiuesish dhe inxhinierësh po punojnë për të përmirësuar efikasitetin e energjisë së rinovueshme. Më pas, ne do të eksplorojmë disa nga teknologjitë më premtuese.
1. Perovskit: e ardhmja e energjisë diellore
Qelizat diellore tradicionale janë bërë nga silikoni, një material që ka disa kufizime: është i ngurtë, i rëndë dhe efikasiteti i tij është i vështirë për t'u përmirësuar. Në këtë kontekst, perovskit janë shfaqur si një alternativë premtuese. Këto materiale, të përbëra nga molekula organike dhe inorganike, kanë një strukturë kristalore që lejon efikasitet më të lartë dhe kosto më të ulëta prodhimi.
Perovskit janë të lehta për t'u prodhuar dhe mund të aplikohen në formën e filma të hollë, duke lejuar qelizat diellore të jenë më të lehta dhe më fleksibël. Kjo hap mundësinë e integrimit të tyre në një sërë sipërfaqesh, të tilla si çatitë ose automjetet.
Megjithatë, edhe perovskit paraqesin sfida. Qëndrueshmëria e tyre është një pyetje e hapur, pasi ato priren degradohet shpejt kur ekspozohen ndaj kushteve mjedisore. Pavarësisht këtyre problemeve, kërkimi në këtë teknologji po përparon me shpejtësi dhe pritet që në vitet e ardhshme qelizat perovskite të bëhen një opsion i qëndrueshëm komercialisht.
2. Bojë fotovoltaike: duke revolucionarizuar prodhimin e paneleve diellore
Një nga përparimet kryesore për të përmirësuar prodhimin e qelizave perovskite është zhvillimi i bojë fotovoltaike. Kjo metodë e re lejon depozitimin e perovskiteve në një mënyrë më të shpejtë dhe më të lirë, gjë që do të lehtësonte prodhimin masiv të paneleve diellore.
Çelësi i kësaj risie është një përzierje që formon kristale në temperatura më të ulëta. Duke përdorur një tretës negativ, shkencëtarët kanë bërë që kristalet të formohen më shpejt dhe në mënyrë më uniforme, gjë që do të lejonte prodhimin e paneleve diellore në linja prodhimi me performancë të lartë.
Testet e hershme tregojnë se këto panele mund të arrijnë efikasitet rreth 20%, dhe pritet që kërkimet e mëtejshme të zgjidhin çështjet e stabilitetit dhe qëndrueshmërisë.
3. Turbinat me erë me rotor të dyfishtë: efikasitet më i madh për prodhimin e energjisë
Në fushën e energjisë së erës, një nga risitë më premtuese janë turbinat e erës me dy rotor. Zhvilluar nga inxhinierët në Qendrën e Energjisë në Iowa, kjo teknologji kërkon të përmirësojë efikasitetin e turbinave me erë duke shtuar një grup të dytë, më të vogël fletësh.
Problemi me turbinat tradicionale është se baza e kullës dhe fletët gjenerojnë rezistencë ndaj erës, e cila zvogëlon sasinë e energjisë që mund të merret nga era. Duke shtuar një rotor të dytë, një pjesë e kësaj energjie të humbur mund të rikuperohet, gjë që rrit prodhimin e energjisë deri në 18% sipas studimeve.
Sfida tani është të optimizoni dizajnin për të përcaktuar vendndodhjen më të mirë të rotorit të dytë dhe nëse ai duhet të rrotullohet në të njëjtin drejtim si ai kryesor apo në drejtim të kundërt. Simulimet e tunelit të erës dhe testimi në botën reale janë inkurajuese.
4. Panele diellore lundruese: një zgjidhje për mungesën e hapësirës
Përdorimi i trupave ujorë për instalimin e paneleve diellore është një teknologji që lulëzon. Që nga viti 2011, kompania franceze Ciel&Tierre ka zhvilluar të ashtuquajturën panele diellore lundruese, të cilat mund të vendosen në liqene, rezervuarë dhe trupa të tjerë ujorë.
Këto sisteme jo vetëm që përfitojnë nga hapësira e papërdorur ndryshe, por edhe përmirësojnë efikasitetin e paneleve duke i parandaluar mbinxehjen e tyre, pasi uji vepron si ftohës natyral. Sipas studimeve, panelet diellore lundruese mund të gjenerojnë deri në 20% më shumë energji sesa ato të instaluara në tokë.
Në vende të tilla si Japonia dhe Kina, janë instaluar impiante diellore lundruese në shkallë të gjerë. Në Kinë, për shembull, ekziston parku diellor lundrues më i madh në botë, i aftë për të furnizuar me energji elektrike më shumë se 15.000 shtëpi.
Përveç përfitimeve të energjisë, këto sisteme reduktojnë avullimin e ujit dhe ndihmojnë në parandalimin e rritjes së algave, duke i bërë ato një zgjidhje dyfish të qëndrueshme.
5. Pllaka solare: energji e rinovueshme në çdo shtëpi
Një tjetër përparim interesant në përdorimin e energjisë diellore është pllaka diellore. Këto pllaka fotovoltaike janë projektuar për të qenë një alternativë estetike dhe funksionale ndaj paneleve diellore konvencionale. Ndryshe nga panelet tradicionale, pllakat diellore janë të integruara direkt në çati dhe përmbushin një funksion të dyfishtë: mbrojtjen e shtëpisë nga moti i keq dhe gjenerimi i energjisë elektrike.
Në mënyrë tipike të bëra prej qeramike, këto pllaka përmbajnë qeliza diellore që thithin rrezet e diellit dhe e shndërrojnë atë në energji. Sistemi lidhet me një inverter që konverton rrymën direkte të gjeneruar nga pllakat në rrymë alternative për përdorim shtëpiak.
Këto pllaka janë veçanërisht të njohura në mjediset e banimit ku synohet ruajtja e estetikës së kompleksit arkitektonik dhe kanë potencialin të bëhen element standard në ndërtimet e së ardhmes.
Me rritjen e efikasitetit dhe kostot më të ulëta të instalimit, herpes diellor po fitojnë terren dhe mund të jenë një opsion i zbatueshëm për shumë njerëz në vitet e ardhshme.
Energjia e rinovueshme po përparon me hapa të mëdhenj falë kombinimit të materialeve dhe teknologjive të reja. Edhe pse ka ende sfida si në aspektin e efikasitetit ashtu edhe në kosto, gjithnjë e më shumë projekte tregojnë se e ardhmja e energjisë qëndron në burimet e pastra dhe të qëndrueshme. Secili prej përparimeve të diskutuara në këtë artikull, nga perovskitet tek panelet diellore lundruese, na sjell më pranë një bote ku energjia e rinovueshme është normë.