Megjithëse idenë e kapjes dhe shfrytëzimit të energjisë nga dielli e lidhim me panelet diellore, njerëzimi e ka shfrytëzuar këtë burim energjie që prej mijëra vjet më parë për të ndezur dhe ngrohur shtëpinë tuaj, merrni ujë të nxehtë dhe gatuajeni. Sa i përket erës, mullinjtë aktualë janë një evolucion i atyre që portretizohen tashmë në Don Kishot Cervantes.
Përparimet teknologjike e kanë kthyer energjinë e diellit dhe erës, ndër të tjera, në diçka gjithnjë e më efikase dhe e lehtë për t’u përdorur, por ka ende një rrugë të gjatë për të bërë para se të harrojmë përgjithmonë për karburantet fosile dhe të përdorim vetëm energjitë alternative. Qindra grupe studiuesish dhe inxhinierësh në mbarë botën po punojnë për të përmirësuar efikasitetin e këtyre energjive dhe këto janë disa nga idetë e tyre novatore në vitet e fundit, duke theksuar përparime të rëndësishme në energjitë e rinovueshme si dielli, era dhe hidrocentralet.
1. Perovskit: E ardhmja e energjisë diellore
Qelizat diellore aktuale me bazë silikoni vuajnë nga disa kufizime. Silikoni, megjithëse i disponueshëm në natyrë, paraqet komplikime në formën e tij më të pastër, duke rezultuar në panele të ngurtë dhe relativisht të rëndë me një efikasitet që ka qenë i vështirë për t'u rritur. Ky është vendi ku perovskit.
Perovskitet përfaqësojnë një kategori e gjerë e materialeve që ofrojnë një zgjidhje të mundshme për këto kufizime. Duke qenë të përbëra nga molekula organike të formuara nga lidhjet e karbonit dhe hidrogjenit me metale si plumbi, dhe një halogjen si klori, ato formojnë një strukturë kristalore të lehtë dhe të adaptueshme.
Sepse ata janë të lirë për t'u prodhuar dhe ofrojnë një përmirësim të konsiderueshëm në efikasitetin e energjisë, perovskit kanë gjeneruar një optimizëm të konsiderueshëm. Për më tepër, këto materiale mund të aplikohen në formate fleksibël dhe të lehta, të cilat do të lejonin krijimin e paneleve diellore të adaptueshme në çdo sipërfaqe pa kufizimet e materialeve tradicionale.
Megjithatë, ato paraqesin dy probleme të rëndësishme: vështirësi në prodhimin masiv dhe paqëndrueshmëria ndaj ekspozimit mjedisor, e cila kufizon qëndrueshmërinë e saj afatgjatë. Pavarësisht kësaj, shumë ekipe kërkimore po punojnë pa u lodhur për të përmirësuar këto aspekte, dhe disa përparime eksperimentale kanë treguar se perovskit mund të rezistojnë më mirë në kushte të jashtme.
2. Përparimet në bojën fotovoltaike
Për të kapërcyer vështirësitë e prodhimit masiv të perovskiteve, një ekip nga Laboratori Kombëtar i Energjisë së Rinovueshme të Shteteve të Bashkuara ka zhvilluar një zgjidhje premtuese me krijimin e a bojë fotovoltaike. Kjo teknikë lejon që perovskitet të aplikohen drejtpërdrejt në sipërfaqe të ndryshme, duke thjeshtuar shumë procesin e prodhimit.
Falë këtij lloji të inovacionit, qelizat diellore perovskite mund të prodhohen në masë, duke ulur kostot dhe duke përmirësuar shkallëzueshmërinë. Krijimi i kësaj boje filloi me një perovskit të thjeshtë të përbërë nga jodi, plumbi dhe metilamoniumi dhe janë kryer disa teste duke shtuar komponime si klori për të lehtësuar kristalizimin pa pasur nevojë për temperatura të larta.
Kjo teknologji premton të revolucionarizojë industrinë fotovoltaike, duke i bërë panelet diellore më të aksesueshme dhe duke lejuar instalimin e tyre në një gamë të gjerë strukturash, nga çatitë te muret apo edhe dritaret.
3. Rotor i dyfishtë në turbinat me erë
Energjia e erës ka përparuar ndjeshëm në dekadat e fundit, por një kufizim i përsëritur ka qenë joefikasiteti i turbinave për shkak të humbjes së energjisë në bazën e gjeneratorëve. Sipas studiuesve Anupam Sharma y Hui Hu Sipas Qendrës së Energjisë në Iowa, kjo ndodh sepse strukturat e mëdha të rrumbullakosura në bazën e turbinave ndërhyjnë me erën, duke ulur efikasitetin me rreth 8% deri në 40%, në varësi të kushteve.
Zgjidhja e propozuar nga Sharma dhe Hu është shtoni një rotor të dytë më i vogël në pjesën e pasme të gjeneratorit. Simulimet dhe testet e tunelit të erës kanë treguar se një rotor shtesë mund të rrisë efikasitetin me 18%.
Kjo përfaqëson një përparim të rëndësishëm në teknologjinë e gjenerimit të erës, duke lejuar që instalimet e ardhshme të jenë më kompakte dhe efikase. Studiuesit vazhdojnë të testojnë konfigurime të ndryshme për të përcaktuar vendosjen më të mirë të rotorit të dytë dhe si të maksimizohet mbledhja e energjisë pa rritur shumë kostot e prodhimit.
4. Panele diellore lundrues
Kompania franceze Ciel & Terre ka zhvilluar që nga viti 2011 një sistem inovativ të quajtur Hydrelio FV lundruese, i cili lejon që panelet diellore të vendosen në trupa të mëdhenj ujorë, si rezervuarë dhe liqene. Kjo teknologji premton të shndërrojë zonat normalisht të pashfrytëzuara në burime të rëndësishme të prodhimit të energjisë.
Ky lloj paneli diellor lundrues është ideal për rajone me tokë të kufizuar ose industri që kërkojnë sasi të mëdha uji, duke i kthyer këto sipërfaqe në gjeneratorë të mundshëm të energjisë elektrike pa kompromentuar nevojat industriale ose bujqësore. Për më tepër, panelet diellore lundruese mund të zvogëlojnë avullimin e ujit në klimat e nxehta, që është një avantazh tjetër.
Panelet diellore lundruese janë të lehta për t'u montuar dhe çmontuar, të shkallëzueshme dhe nuk kërkojnë pajisje të rënda. Aktualisht instalimet e para janë kryer në vende si p.sh Angli y Japoni, dhe teknologjia pritet të vazhdojë të zgjerohet në vitet e ardhshme.
5. Inteligjenca artificiale (AI) e aplikuar për energjitë e rinovueshme
La inteligjencës artificiale Ai gjithashtu luan një rol vendimtar në zhvillimin e energjisë së rinovueshme. E aplikuar për menaxhimin dhe optimizimin e rrjeteve elektrike të bazuara në burime të rinovueshme, AI mund të parashikojë modelet e konsumit, duke rregulluar prodhimin e energjisë për të shmangur humbjet. Rrjetet inteligjente të bazuara në AI mundësojnë integrim më efikas të energjive të rinovueshme të ndryshueshme, si dielli dhe era, dhe përmirësojnë stabilitetin e furnizimit global me energji.
Kësaj i shtohet edhe përdorimi i algoritmet e mësimit të makinerive për të parashikuar prodhimin e energjisë bazuar në motin dhe faktorë të tjerë mjedisorë, duke optimizuar performancën e çdo instalimi dhe duke reduktuar ndikimin e luhatjeve.
6. Rritja dhe perspektivat e energjisë diellore në 2023
Në vitin e fundit, Energjia diellore fotovoltaike në mbarë botën ka arritur piketa të reja. Sipas të dhënave nga Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë (IEA), kapaciteti i prodhimit të energjisë diellore pritet të rritet me më shumë se 500 GW. Kjo rritje e paprecedentë është nxitur nga një kombinim i përparimeve teknologjike dhe rënies së kostove të prodhimit.
Në vende si Spanja, viti 2023 ka qenë gjithashtu një vit rekord historik për sa i përket fuqisë së instaluar të energjisë diellore fotovoltaike, duke arritur një rritje prej 28% në raport me një vit më parë. Kjo rritje pasqyron angazhimin e shumë vendeve për të luftuar ndryshimet klimatike dhe për të reduktuar emetimet e gazeve serrë.
Panelet diellore po integrohen më shumë në mjediset urbane, me inovacione si p.sh dritare diellore y materiale ndërtimi fotovoltaike që lejojnë ndërtesat të prodhojnë vetë energjinë elektrike. Kjo qasje arkitekturore ka fituar popullaritet në ndërtesat komerciale dhe rezidenciale, duke reduktuar varësinë nga rrjeti elektrik.
El ruajtjen e energjisë Ajo gjithashtu ka bërë përparim të dukshëm, me sisteme më efikase të baterive që lejojnë përdorim më të qëndrueshëm të energjisë diellore. Kjo e ka bërë energjinë diellore më të besueshme, edhe në mungesë të dritës së drejtpërdrejtë të diellit.
Tranzicioni në energjinë e rinovueshme është më i pranishëm se kurrë, me teknologjitë në zhvillim si perovskit, inteligjenca artificiale dhe panelet diellore lundruese, të cilat premtojnë të revolucionarizojnë mënyrën se si ne prodhojmë dhe konsumojmë energjinë elektrike. Këto përparime jo vetëm që na sjellin më pranë një të ardhmeje më të qëndrueshme, por gjithashtu përfaqësojnë një hap të rëndësishëm për të zbutur efektet e ndryshimeve klimatike dhe për të garantuar një matricë energjie më të pastër.