जरी आम्ही सौर पॅनेलसह सूर्यापासून ऊर्जा कॅप्चर आणि वापरण्याची कल्पना संबद्ध केली असली तरी, मानवतेने या उर्जेच्या स्त्रोताचे शोषण केले आहे. हजारो वर्षांपूर्वी प्रकाश, त्यांचे घर गरम करण्यासाठी, गरम पाणी मिळवा आणि शिजवा. डॉन क्विक्सोटमध्ये सर्व्हेंटेसने चित्रित केलेल्या पवनचक्क्यांपासून आजच्या पवन टर्बाइनपर्यंत विकसित होत, शतकानुशतके वारा देखील वापरला जात आहे.
तांत्रिक प्रगतीमुळे सूर्य, वारा आणि इतर स्त्रोतांकडून ऊर्जा मिळू दिली आहे वाढत्या प्रमाणात कार्यक्षम आणि वापरण्यास सोपा. तथापि, आपण जीवाश्म इंधन पूर्णपणे सोडून देण्याआधी आणि फक्त त्यावर अवलंबून राहण्याआधी बरेच काही करायचे आहे वैकल्पिक ऊर्जा. जगभरात, नवीकरणीय ऊर्जेची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी संशोधक आणि अभियंते यांचे गट कार्यरत आहेत. पुढे, आम्ही काही सर्वात आशादायक तंत्रज्ञान एक्सप्लोर करू.
1. पेरोव्स्काइट्स: सौर ऊर्जेचे भविष्य
पारंपारिक सौर पेशी सिलिकॉनपासून बनविल्या जातात, एक सामग्री ज्यामध्ये अनेक मर्यादा आहेत: ते कठोर, जड आहे आणि त्याची कार्यक्षमता सुधारणे कठीण आहे. या संदर्भात, द perovskites एक आश्वासक पर्याय म्हणून उदयास आले आहेत. सेंद्रिय आणि अजैविक रेणूंनी बनलेल्या या पदार्थांमध्ये स्फटिकासारखे रचना असते जी उच्च कार्यक्षमता आणि कमी उत्पादन खर्चास अनुमती देते.
पेरोव्स्काइट्स तयार करणे सोपे आहे आणि ते स्वरूपात लागू केले जाऊ शकते पातळ चित्रपट, सौर पेशी हलक्या आणि अधिक लवचिक होऊ देते. हे छप्पर किंवा वाहनांसारख्या विविध पृष्ठभागांमध्ये एकत्रित होण्याची शक्यता उघडते.
तथापि, पेरोव्स्काईट्स देखील आव्हाने सादर करतात. त्यांची टिकाऊपणा हा एक खुला प्रश्न आहे, कारण ते याकडे कल आहेत त्वरीत खराब होणे पर्यावरणीय परिस्थितीच्या संपर्कात असताना. या समस्या असूनही, या तंत्रज्ञानातील संशोधन वेगाने प्रगती करत आहे आणि अशी अपेक्षा आहे की येत्या काही वर्षांत पेरोव्स्काईट पेशी व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य पर्याय बनतील.
2. फोटोव्होल्टेइक शाई: सौर पॅनेलच्या उत्पादनात क्रांती
पेरोव्स्काईट पेशींचे उत्पादन सुधारण्यासाठी मुख्य प्रगतीपैकी एक म्हणजे विकास फोटोवोल्टिक शाई. ही नवीन पद्धत पेरोव्स्काईट्स जलद आणि स्वस्त मार्गाने जमा करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे सौर पॅनेलचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन सुलभ होईल.
या नवीनतेची गुरुकिल्ली म्हणजे कमी तापमानात क्रिस्टल्स तयार करणारे मिश्रण. वापरून a नकारात्मक दिवाळखोर, शास्त्रज्ञांनी स्फटिकांची रचना जलद आणि अधिक एकसमान बनवली आहे, ज्यामुळे सौर पॅनेल उच्च-कार्यक्षमता उत्पादन लाइनवर तयार करता येतील.
सुरुवातीच्या चाचण्या दर्शवितात की हे पॅनेल सुमारे 20% कार्यक्षमतेपर्यंत पोहोचू शकतात आणि पुढील संशोधन स्थिरता आणि टिकाऊपणाच्या समस्यांचे निराकरण करेल अशी अपेक्षा आहे.
3. दुहेरी रोटरसह विंड टर्बाइन: ऊर्जा निर्मितीसाठी अधिक कार्यक्षमता
पवन ऊर्जेच्या क्षेत्रात, सर्वात आशादायक नवकल्पनांपैकी एक आहे दुहेरी रोटर पवन टर्बाइन. आयोवा एनर्जी सेंटरमधील अभियंत्यांनी विकसित केलेले, हे तंत्रज्ञान ब्लेडचा दुसरा, लहान संच जोडून पवन टर्बाइनची कार्यक्षमता सुधारण्याचा प्रयत्न करते.
पारंपारिक टर्बाइनची समस्या अशी आहे की टॉवरचा पाया आणि ब्लेड वारा प्रतिरोध निर्माण करतात, ज्यामुळे वाऱ्यापासून मिळू शकणारी ऊर्जा कमी होते. दुसरा रोटर जोडून, यापैकी काही गमावलेली ऊर्जा पुनर्प्राप्त केली जाऊ शकते, जे ऊर्जा उत्पादन 18% पर्यंत वाढवते अभ्यासानुसार.
दुसऱ्या रोटरचे सर्वोत्कृष्ट स्थान निश्चित करण्यासाठी डिझाइनला अनुकूल करणे आणि ते मुख्य रोटर सारख्याच दिशेने फिरायचे की विरुद्ध दिशेने हे आता आव्हान आहे. विंड टनल सिम्युलेशन आणि वास्तविक-जागतिक चाचणी उत्साहवर्धक आहेत.
4. फ्लोटिंग सोलर पॅनेल: जागेच्या कमतरतेवर उपाय
सौर पॅनेल बसवण्यासाठी पाण्याचा वापर करणे हे एक भरभराटीचे तंत्रज्ञान आहे. 2011 पासून, फ्रेंच कंपनी Ciel & Tierre तथाकथित विकसित करत आहे तरंगणारे सौर पॅनेल, जे तलाव, जलाशय आणि इतर पाण्याच्या शरीरात स्थित असू शकते.
या प्रणाली केवळ अन्यथा न वापरलेल्या जागेचा फायदा घेतात, परंतु देखील पॅनल्सची कार्यक्षमता सुधारणे त्यांना जास्त गरम होण्यापासून प्रतिबंधित करून, कारण पाणी नैसर्गिक शीतलक म्हणून कार्य करते. अभ्यासानुसार, तरंगते सौर पॅनेल जमिनीवर स्थापित केलेल्या पेक्षा 20% जास्त ऊर्जा निर्माण करू शकतात.
जपान आणि चीनसारख्या देशांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर तरंगणारे सौर संयंत्र बसवण्यात आले आहेत. उदाहरणार्थ, चीनमध्ये जगातील सर्वात मोठा फ्लोटिंग सोलर पार्क आहे, जो 15.000 हून अधिक घरांना वीज पुरवण्यास सक्षम आहे.
ऊर्जेच्या फायद्यांव्यतिरिक्त, या प्रणाली पाण्याचे बाष्पीभवन कमी करतात आणि एकपेशीय वनस्पतींच्या वाढीस प्रतिबंध करण्यास मदत करतात, ज्यामुळे त्यांना दुप्पट टिकाऊ समाधान मिळते.
5. सौर छतावरील फरशा: प्रत्येक घरात अक्षय ऊर्जा
सौर ऊर्जेच्या वापरात आणखी एक मनोरंजक प्रगती आहे सौर फरशा. या फोटोव्होल्टेइक टाइल्स पारंपरिक सौर पॅनेलला सौंदर्याचा आणि कार्यात्मक पर्याय म्हणून डिझाइन केल्या आहेत. पारंपारिक पॅनेलच्या विपरीत, सौर टाइल थेट छतामध्ये एकत्रित केल्या जातात आणि दुहेरी कार्य पूर्ण करतात: खराब हवामानापासून घराचे संरक्षण करणे आणि वीज निर्मिती.
सामान्यत: सिरॅमिकपासून बनवलेल्या, या टाइलमध्ये सौर पेशी असतात जे सूर्यप्रकाश शोषून घेतात आणि त्याचे उर्जेमध्ये रूपांतर करतात. सिस्टीम एका इन्व्हर्टरला जोडते जी टाइल्सद्वारे व्युत्पन्न होणाऱ्या थेट विद्युत् प्रवाहाला घरगुती वापरासाठी पर्यायी विद्युत् प्रवाहात रूपांतरित करते.
या टाइल्स विशेषत: निवासी वातावरणात लोकप्रिय आहेत जेथे आर्किटेक्चरल कॉम्प्लेक्सचे सौंदर्यशास्त्र टिकवून ठेवण्याचे उद्दिष्ट आहे आणि भविष्यातील बांधकामांमध्ये त्यांच्याकडे एक मानक घटक बनण्याची क्षमता आहे.
वाढीव कार्यक्षमता आणि कमी प्रतिष्ठापन खर्चासह, सोलर शिंगल्स बळकट होत आहेत आणि येत्या काही वर्षांमध्ये अनेक लोकांसाठी एक व्यवहार्य पर्याय असू शकतात.
नवीन साहित्य आणि तंत्रज्ञानाच्या संयोजनामुळे अक्षय ऊर्जा वेगाने प्रगती करत आहे. कार्यक्षमता आणि खर्च या दोन्ही बाबतीत अजूनही आव्हाने असली तरी, अधिकाधिक प्रकल्प हे दाखवून देतात की उर्जेचे भविष्य स्वच्छ आणि शाश्वत स्त्रोतांमध्ये आहे. या लेखात चर्चा केलेली प्रत्येक प्रगती, पेरोव्स्काईट्सपासून तरंगत्या सौर पॅनेलपर्यंत, आम्हाला अशा जगाच्या जवळ आणते जिथे अक्षय ऊर्जा ही सर्वसामान्य प्रमाण आहे.