Deși asociem ideea captării și valorificării energiei din soare cu panourile solare, omenirea a exploatat această sursă de energie de atunci acum mii de ani pentru a vă lumina și încălzi casa, luați apă fierbinte și gătiți. În ceea ce privește vântul, morile actuale sunt o evoluție a celor deja descrise în Don Quijote Cervantes.
Progresele tehnologice au transformat energia soarelui și a vântului, printre altele, în ceva din ce în ce mai eficient și mai ușor de utilizat, dar mai este încă un drum lung de parcurs înainte să putem uita permanent de combustibilii fosili și să-l folosim numai energii alternative. Sute de grupuri de cercetători și ingineri din întreaga lume lucrează pentru a îmbunătăți eficiența acestor energii, iar acestea sunt câteva dintre ideile lor inovatoare din ultimii ani, evidențiind progrese importante în energiile regenerabile precum solarul, eolianul și hidroelectricitatea.
1. Perovskiții: Viitorul energiei solare
Celulele solare actuale pe bază de siliciu suferă de unele limitări. Siliciul, deși disponibil în natură, prezintă complicații în forma sa cea mai pură, rezultând panouri rigide și relativ grele, cu o eficiență care a fost greu de crescut. Aici este locul perovskiţii.
Perovskiții reprezintă a largă categorie de materiale care oferă o posibilă soluție la aceste limitări. Fiind compuse din molecule organice formate din legături de carbon și hidrogen cu metale precum plumbul și un halogen precum clorul, ele formează o structură cristalină ușoară și adaptabilă.
Pentru că sunt ieftin de produs și oferă o îmbunătățire considerabilă a eficienței energetice, perovskiții au generat un optimism considerabil. În plus, aceste materiale pot fi aplicate în formate flexibile și ușoare, ceea ce ar permite crearea de panouri solare adaptabile la orice suprafață fără limitările materialelor tradiționale.
Cu toate acestea, ele prezintă două probleme semnificative: dificultate în producția de masă şi instabilitate la expunerea mediului, ceea ce îi limitează durabilitatea pe termen lung. În ciuda acestui fapt, multe echipe de cercetare lucrează neobosit pentru a îmbunătăți aceste aspecte, iar unele progrese experimentale au arătat că perovskiții ar putea rezista mai bine în condiții de exterior.
2. Progrese în cerneala fotovoltaică
Pentru a depăși dificultățile producției în masă de perovskiți, o echipă de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă din Statele Unite a dezvoltat o soluție promițătoare cu crearea unui cerneală fotovoltaică. Această tehnică permite aplicarea directă a perovskiților pe diferite suprafețe, simplificând foarte mult procesul de fabricație.
Datorită acestui tip de inovație, celulele solare perovskite ar putea fi produse în masă, reducând costurile și îmbunătățind scalabilitatea. Crearea acestei cerneluri a început cu un perovskit simplu compus din iod, plumb și metilamoniu și au fost efectuate mai multe teste adăugând compuși precum clorul pentru a facilita cristalizarea fără a fi nevoie de temperaturi ridicate.
Această tehnologie promite să revoluționeze industria fotovoltaică, făcând panourile solare mai accesibile și permițând instalarea lor pe o gamă largă de structuri, de la acoperișuri până la pereți sau chiar ferestre.
3. Rotor dublu la turbinele eoliene
Energia eoliană a avansat semnificativ în ultimele decenii, dar o limitare recurentă a fost ineficiența turbinelor din cauza pierderii de energie la baza generatoarelor. Potrivit cercetătorilor Anupam Sharma y Hui Hu Potrivit Iowa Energy Center, acest lucru se datorează faptului că structurile mari rotunjite de la baza turbinelor interferează cu vântul, reducând eficiența cu aproximativ 8% până la 40%, în funcție de condiții.
Soluția propusă de Sharma și Hu este adăugați un al doilea rotor mai mic în spatele generatorului. Simulările și testele în tunelul de vânt au arătat că un rotor suplimentar poate crește eficiența prin 18%.
Acesta reprezintă un progres semnificativ în tehnologia de generare eoliană, permițând viitoarelor instalații să fie mai compacte și mai eficiente. Cercetătorii continuă să testeze diferite configurații pentru a determina cea mai bună poziție a celui de-al doilea rotor și cum să maximizeze recoltarea de energie fără a crește prea mult costurile de producție.
4. Panouri solare plutitoare
Compania franceza Ciel & Terre a dezvoltat din 2011 un sistem inovator numit Hydrelio Floating PV, care permite amplasarea panourilor solare pe corpuri mari de apă, cum ar fi rezervoare și lacuri. Această tehnologie promite să transforme zonele neexploatate în mod normal în surse semnificative de generare de energie.
Acest tip de panou solar plutitor este ideal pentru regiunile cu teren limitat sau industrii care necesită cantități mari de apă, transformând aceste suprafețe în potențiali generatori de energie electrică fără a compromite nevoile industriale sau agricole. În plus, panourile solare plutitoare pot reduce evaporarea apei în climă caldă, ceea ce este un alt avantaj.
Panourile solare plutitoare sunt ușor de asamblat și dezasamblat, scalabile și nu necesită echipamente grele. În prezent, primele instalații au fost realizate în țări precum Regatul Unit y Japonia, iar tehnologia va continua să se extindă în următorii ani.
5. Inteligența artificială (IA) aplicată energiilor regenerabile
La inteligența artificială De asemenea, joacă un rol crucial în dezvoltarea energiei regenerabile. Aplicată la managementul și optimizarea rețelelor electrice bazate pe surse regenerabile, AI poate prezice modele de consum, ajustând producția de energie pentru a evita pierderile. Rețelele inteligente bazate pe inteligență artificială permit integrarea mai eficientă a energiilor regenerabile variabile, cum ar fi solare și eoliene, și îmbunătățesc stabilitatea aprovizionării globale cu energie.
La aceasta se adaugă utilizarea algoritmi de învățare automată să prezică producția de energie pe baza vremii și a altor factori de mediu, optimizând performanța fiecărei instalații și reducând impactul fluctuațiilor.
6. Creșterea și perspectivele energiei solare în 2023
În ultimul an, Energia solară fotovoltaică în întreaga lume a atins noi etape. Potrivit datelor Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), capacitatea de generare a energiei solare este de așteptat să crească cu mai mult de 500 GW. Această creștere fără precedent este determinată de o combinație de progrese tehnologice și scăderea costurilor de producție.
În țări precum Spania, 2023 a fost și un an record istoric în ceea ce privește puterea instalată a energiei solare fotovoltaice, realizând o creștere de 28% fata de anul precedent. Această creștere reflectă angajamentul multor țări de a lupta împotriva schimbărilor climatice și de a reduce emisiile de gaze cu efect de seră.
Panourile solare devin din ce în ce mai integrate în mediile urbane, cu inovații precum ferestre solare y materiale de constructii fotovoltaice care permit clădirilor să-și genereze propria energie electrică. Această abordare arhitecturală a câștigat popularitate în clădirile comerciale și rezidențiale, reducând dependența de rețeaua electrică.
El stocarea energiei De asemenea, a făcut progrese notabile, cu sisteme de baterii mai eficiente, care permit o utilizare mai stabilă a energiei solare. Acest lucru a făcut ca energia solară să fie mai fiabilă, chiar și în absența luminii directe a soarelui.
Tranziția la energia regenerabilă este mai prezentă ca niciodată, cu tehnologii emergente precum perovskiții, inteligența artificială și panourile solare plutitoare, care promit să revoluționeze modul în care generăm și consumăm energie electrică. Aceste progrese nu numai că ne apropie de un viitor mai durabil, ci reprezintă și un pas important pentru atenuarea efectelor schimbărilor climatice și pentru a garanta o matrice energetică mai curată.