Instalimi i paneleve diellore njihet gjerësisht si një nga metodat më efektive të shfrytëzimit të energjisë së rinovueshme. Megjithatë, shkencëtarët kanë zbuluar kohët e fundit një teknikë të re që përdor ujë shiu si një alternativë po aq premtuese për kapjen, ruajtjen dhe përdorimin e energjisë elektrike. Kjo metodë inovative mund të ndryshojë mënyrën se si ne marrim energji në ditët me shi, duke ofruar një opsion të zbatueshëm kur panelet diellore nuk janë aq efektive.
Në këtë artikull, ne do t'ju tregojmë se si uji i shiut përdoret për të prodhuar energji elektrike, do të eksplorojmë përparimet më të fundit teknologjike dhe do të shqyrtojmë mënyra të tjera për të përfituar nga kjo alternativë e rinovueshme.
Uji i shiut si energji elektrike
Çelësi për shndërrimin e ujit të shiut në energji elektrike qëndron në ndikimin e krijuar nga pikat kur ato përplasen me sipërfaqet pranuese. Ky ndikim prodhon energji kinetike, e cila mund të shndërrohet në energji elektrike duke përdorur pajisje të specializuara. Pikërisht, një ekip studiuesish nga Universiteti Tsinghua ka zhvilluar një sistem të bazuar në nanogjeneratorët triboelektrikë (TENG) për të korrur këtë energji.
Nanogjeneratorët TENG përdorin efekt triboelektrik, i cili përfiton nga ndërveprimi midis sipërfaqeve për të gjeneruar energji elektrike në kontakt me pikat e shiut. Megjithëse versionet e para të këtyre sistemeve kishin probleme për sa i përket efikasitetit, përparimet e fundit kanë përmirësuar ndjeshëm performancën e tyre, duke arritur një fuqi afër 200 W për metër katror.
Si funksionon pajisja
Ky sistem është projektuar për të zbutur një nga problemet kryesore të vërejtura në modelet e para të nanogjeneratorëve: humbje fuqie ndërmjet elektrodave të sipërme dhe të poshtme të panelit. Duke modifikuar dizajnin e pajisjes, studiuesit kanë arritur të zgjidhin këtë problem. Zong Li, profesor në Universitetin Tsinghua dhe një nga eksponentët kryesorë në zhvillimin e këtij sistemi, ka propozuar përdorimin e disa Nanogjeneratorët D-TENG të bashkuara paralelisht, ngjashëm me rregullimin e qelizave fotovoltaike në panelet diellore.
Përdorimi i një sistemi të quajtur «gjenerator i matricës së urës» lejon qelizat individuale të lidhen në mënyrë që ato të funksionojnë në mënyrë të pavarur, duke reduktuar kapacitetin e bashkimit dhe duke maksimizuar performancën e pajisjes. Ky përparim ka çuar në një përmirësim të ndjeshëm në efikasitetin e grumbullimit të energjisë nga pikat e shiut dhe ka hapur derën për mundësinë e fuqizimit të pajisjeve më të mëdha në të ardhmen e afërt, siç janë pajisjet elektrike shtëpiake.
Shndërroni ujin e shiut në energji elektrike
Procesi i shndërrimit të ujit të shiut në energji elektrike bazohet në ndryshimin potencial të krijuar kur pikat prekin një sipërfaqe të ngarkuar. Pika fiton një ngarkesë pozitive, ndërsa paneli fiton një ngarkesë negative, duke gjeneruar energji elektrike. Edhe pse sasia e energjisë e marrë nga një pikë e vetme është e vogël, gjenerator i matricës së urës Ndihmon në ruajtjen e një ngarkese konstante, duke parandaluar që energjia e akumuluar të shpërndahet shpejt.
Eksperimentet e kryera nga ekipi Tsinghua kanë treguar se duke rritur trashësinë e sipërfaqes së panelit, kapaciteti i bashkimit zvogëlohet, gjë që përmirëson efikasitetin e sistemit. Falë këtyre përmirësimeve, performanca e arritur ka arritur deri në 200 W për metër katror, që paraqet një përparim të konsiderueshëm në krahasim me versionet e mëparshme të pajisjes.
Metoda të tjera për të gjeneruar energji elektrike me ujë shiu
Megjithëse sistemi D-TENG është një nga më të avancuarit, nuk është metoda e vetme për të marrë energji nga uji i shiut. Ka alternativa të tjera si përdorimi i piezoelektriciteti, e cila bazohet në vetinë e disa materialeve për të kthyer energjinë mekanike në energji elektrike. Në këtë rast, energjia mekanike e gjeneruar nga ndikimi i pikave në një polimer piezoelektrik - siç është PVDF - shndërrohet në energji elektrike. Kjo metodë, e zhvilluar nga shkencëtarët në CEA/Leti-MINATEC në Francë, është më pak efikase se D-TENG, por mbetet një fushë aktive studimi për të përmirësuar kapacitetin e saj të grumbullimit të energjisë.
Një qasje tjetër interesante është ajo e a mikroturbinë hidraulike të bërë në shtëpi, zhvilluar nga studentë nga Universiteti Teknologjik i Meksikës. Sistemi i quajtur “Rain”, mbledh ujin e shiut nga çatitë e shtëpive, e filtron, e pastron dhe më pas e përdor për të rrotulluar një mikroturbinë që prodhon energji elektrike. Megjithëse sistemi aktualisht është i aftë të fuqizojë vetëm pajisje të vogla si dritat LED, ideja është që kjo lloj teknologjie mund të shkallëzohet për të siguruar një sasi më të madhe energjie në të ardhmen.
Parashikimet dhe sfidat e së ardhmes
Pavarësisht progresit të bërë, zhvillimi i sistemeve për përdorimin e ujit të shiut si burim energjie elektrike vazhdon të përballet me sfida të rëndësishme. Efikasiteti i gjeneratorëve TENG, piezoelektrikë dhe mikroturbina është ende duke u përmirësuar dhe kërkohen më shumë kërkime për të rritur qëndrueshmërinë e tyre komerciale. Megjithatë, mundësia e marrjes së energjisë së rinovueshme nga shirat e bollshëm, veçanërisht në rajonet e prirura ndaj stuhive apo shirave të rrëmbyeshëm, hap një sërë mundësish për përdorimin e kësaj teknologjie në zonat rurale apo urbane.
Nëse përparimet në këtë fushë vazhdojnë me të njëjtin ritëm, ka të ngjarë që në të ardhmen e afërt të shohim panele hibride që kombinohen energjia diellore dhe energjia e shiut, e cila do të mundësonte maksimizimin e prodhimit të energjisë elektrike në çdo kusht moti.
Inovacioni në përdorimin e energjisë së rinovueshme vazhdon të përparojë dhe përdorimi i ujit të shiut për të prodhuar energji elektrike premton të jetë një pjesë e rëndësishme e zgjidhjes energjetike të së ardhmes. Me zhvillimet më të fundit në nanogjeneratorët dhe teknologjitë e tjera të ngjashme, po i afrohemi një skenari ku shirat nuk shërbejnë vetëm për të ushqyer tokën, por edhe për të ndezur dritat tona.