太阳能市场一直火爆。在美国，过去五年的增长率为 600%，2012 年的装机容量达到 3,313 兆瓦。今年三月，七个太阳能项目为美国电网提供了唯一新增的任何类型的公用事业电力。但太阳能的成本竞争力尚待提高。弥合最终差距需要提高效率并降低成本的突破。
颠覆性的重塑
锥形太阳能电池板
即使是光伏 (PV) 电池板，过多的阳光也会带来问题——当电池过热时，效率会降低。V3Solar 通过其 Spin Cell 解决了这个问题，这是一种悬浮在磁铁上的锥形阵列。由特制透镜制成的外锥将阳光聚集成束，照射在覆盖有 PV 电池的内锥上。电池捕获光能，但在热量传递之前会旋转离开。这种持续的冷却意味着 V3Solar 可以使用比其他聚光系统更便宜、耐热性要求更低的材料。
“为什么不”计划
让地球披上太阳能织物
将太阳能电池嵌入每一块布料中，能否减少我们对化石燃料的消耗？这值得一试。桑迪亚国家实验室的研究员——也是 2012 年《流行科学》“杰出十人”奖得主——格雷格·尼尔森发明了太阳能闪光粉，可以将几乎任何表面变成能源。这些微尘大小的电池（直径小至 250 微米）的簇可以集成到标准的 PV 电池板中，使效率翻倍，或者集成到包袋和服装的材料中。
太阳能时装也是纽约市公司 Pvilion 的未来目标，该公司为大规模商业应用生产发电织物。其柔性面板的效率可与刚性面板媲美，但更容易制成用于电动汽车充电站遮阳篷等结构。Pvilion 的工程师目前正在设计佛罗里达州的一个带顶人行桥和纽约市一栋建筑的窗帘——在这两种情况下，织物将为整个结构提供照明——以及一家新美国驻伦敦大使馆的 124,000 瓦太阳能外墙膜。
回归自然的解决方案
模仿植物的阵列
聚光太阳能发电厂通常使用重型钢驱动器和电机，将巨型镜子（称为定日镜）发出的阳光定向到一个中央塔。总部位于旧金山的 Sunfolding 公司找到了一种成本低得多的方法。受植物依靠内部微小压力变化来朝向太阳的启发，工程师们设计了 Sunfolding 的定日镜，利用压缩空气将其定位。这种由塑料制成的小型驱动系统可以大规模生产，成本仅为传统型号的五分之一。
存储
超越电池
为了提供稳定的电力，可再生能源系统需要存储——一个可以暂时卸载电子的地方。压缩空气储能设施的寿命比电网规模电池长得多。它们利用非高峰时段产生的电力将空气压缩到地下洞穴中，然后在需求高峰时通过涡轮机释放空气以发电。LightSail Energy 公司通过设计装在集装箱内的储气罐，使该过程变得移动化和模块化。此外，该公司还利用水来捕获废热并提高效率。
