در سال های اخیر شرکت CoolEarth روشی نوآورانه برای مهار انرژی خورشید ایجاد کرد. این شرکت به جای پنل های خورشیدی گران قیمت بزرگ یا آینه های متمرکز پرهزینه، از بالن های ساخته شده از فیلم های پلاستیکی متالیز استفاده می کند. نیمی از بالون شفاف است و به نور اجازه می دهد تا در یک صفحه خورشیدی کوچک با کارایی بالا توسط قسمت داخلی مقعر متمرکز شود. هر کدام دو متر عرض دارند و بسته به منبع، تخمین زده می شود که از ۵۰۰ وات تا ۱ کیلووات متغیر است. آنها توسط کابل ها پشتیبانی می شوند و زمین را زیر شفاف می گذارند و اثرات زیست محیطی را محدود می کنند. این فناوری خورشیدی پیشرو در نهایت می تواند انرژی پاک کافی برای مقابله با بحران انرژی جهانی تولید کند. این فناوری فتوولتائیک متمرکز (CPV) به‌طور چشمگیری هزینه و زمان توسعه نیروگاه‌های خورشیدی را که قادر به تولید مقادیر زیادی انرژی پاک با قیمت‌های قابل رقابت با سوخت‌های فسیلی هستند، کاهش می‌دهد.
متمرکز کننده های بادکنکی شکل ما کلید طراحی نوآورانه هستند. هر متمرکز کننده با قطر ۸ فوت از فیلم پلاستیکی ساخته شده است – همان نوع فیلم پلاستیکی که برای بسته بندی چیپس سیب زمینی، چوب شور و غیره استفاده می شود – با یک نیمکره بالایی شفاف و یک نیمکره پایین بازتابنده. هنگامی که با هوا باد می شود، متمرکز کننده به طور طبیعی شکلی را تشکیل می دهد که نور خورشید را روی یک سلول PV که در نقطه کانونی قرار دارد متمرکز یا متمرکز می کند. این بدان معناست که برای تولید الکتریسیته بیشتر به سلول های کمتری نیاز داریم. در حقیقت، یک سلول در متمرکز کننده ما حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ برابر یک سلول بدون متمرکز کننده برق تولید می کند. هر متمرکز کننده دارای اجزای ساختاری اضافی است: یک پایه فولادی کوچک و یک مهار که پایه فولادی که در جای خود بسته شده است، سلول را در نقطه کانونی داخل متمرکز نگه می دارد و مجرای برای یک حلقه آب کوچک فراهم می کند که سلول را خنک می کند. یک نوار فولادی سبک وزن و انعطاف پذیر، مهاری را در اطراف محیط متمرکز تشکیل می دهد و برای نگه داشتن و نشان دادن متمرکز کننده استفاده می شود.
ساختار باد شده به طور طبیعی قوی است (به اندازه کافی قوی برای تحمل وزن فرد) و از نظر آیرودینامیکی پایدار است و قادر به مقاومت در برابر بادهایی با سرعت ۱۲۵ مایل در ساعت است. در نهایت، سطح شفاف بالایی از سلول PV و سطح آینه ای در برابر محیط، از جمله باران و برف و همچنین حشرات و خاک محافظت می کند.
حتی در آفتاب‌ترین مکان‌های روی زمین، ابرها همچنان می‌توانند از بالای سر عبور کنند و تولید انرژی خورشیدی را متوقف کنند. دانشمندان در حال ساخت بالون هایی هستند که به معنای واقعی کلمه پنل های خورشیدی را بالای ابرها حمل می کنند. محققان دانشگاه توکیو در حال کار بر روی ساخت بالون هایی در ارتفاع بالا هستند که قادر به نگهداری صفحات خورشیدی بزرگ هستند. این بالون ها قادر خواهند بود در حدود ۱۲.۵ مایلی بالای زمین شناور شوند – بالای بیشتر سازندهای ابر.
در حالی که فناوری این بالون ها چندان دور از تولید تجاری نیست، هنوز چند مانع وجود دارد که باید از آن عبور کرد. مشکل اصلی این است که این بالون ها احتمالاً گران خواهند بود، اما چند نگرانی ایمنی وجود دارد. بالون های خورشیدی در ارتفاعاتی پرواز می کنند که ممکن است ترافیک هوایی را به خطر بیندازند. علاوه بر این، اگر بالون‌ها خراب شوند و سقوط کنند، می‌توانند افراد را روی زمین در معرض خطر قرار دهند. با این حال، اگر به درستی انجام شود، این بالون ها می توانند تغییر دهنده بازی برای انرژی تولید شده از خورشید در مکان هایی باشند که پوشش ابری زیادی وجود دارد.
بالن های خورشیدی در مقایسه با پانل های زمینی معمولی می توانند ۵۰۰ برابر بیشتر انرژی جمع آوری کنند. این دلیل اصلی این است که بالون با رسیدن به ارتفاع آماده می‌تواند کارایی زیادی را ایجاد کند. در سطح زمین، صفحات خورشیدی تحت تاثیر عوامل گرما و گرد و غبار قرار می‌گیرند که منجر به کاهش قابل توجه راندمان می‌شود.
بالون های خورشیدی می توانند در آینده انرژی خورشیدی نقش مهم را ایفا نمایند. بدین صورت که می توان از آنها به عنوان تولید کننده های برق یاد نمود. برای تولید برق از یک لایه شفاف با یک متمرکز کننده نور به همراه پنل خورشیدی کوچک می توان استفاده نمود . هرچه بالون در فضای بالاتری حرکت نماید می تواند الکتریسیته بیشتری تولید نماید. همچنین مشکل ابرآلودگی را نیز مرتفع می سازد زیرا بالون در ارتفاعی بالاتر از ارتفاع ابرها حرکت می نماید و این امر موجب می شود که نور کافی به پنل برخورد و میزان قابل توجه برق تولید گردد.
برای حل مسیله داغ شدن این بالون ها هنوز چاره ای اندیشیده نشده است. اما می توان با پیشرفت علم و تکنولوژی این مشکل را مترفع و کارایی بالون ها را به اندازه چشمگیری افزایش داد. به هر حال آینده بسیار به پنل های خورشیدی نیازمند است و میتوان از آنها به عنوان تولید کننده های پاک یاد نمود. در حال حاضر کارایی بالون تا ۲۸ درصد رسیده و پیش بینی می شود در آینده ای نزدیک این مقدار افزایش یابد.
برای افزایش کارایی می توان از صفحات شفافتر نیز استفاده نمود و قدرت پنل خورشیدی واقع در بالون ها را بیشتر نمود تا بیشترین راندمان را داشته باشیم. این بالون ها را می توان تا ارتفاع ۲۲ کیلومتر به بالا فرستاد و از انرژی نور خورشید آن استفاده نمود. هرچه ارتفاع بالون بالاتر باشد می توان از آن انرژی الکتریکی بیشتری استخراج نمود.
اکثرا این بالون ها از یک لایه مشکی در زیر و یک لایه شفاف شیشه ای در رو به همراه متمرکز کننده نور خورشید و یک پنل خورشیدی تهیه شده است که هر چه توان پنل بیشتر باشد می تواند میزان برق بیشتری تولید نماید. همچنین وجود سطح تیره نیز می تواند به منجر به افزایش کارایی پنل گردد. همچنین هرچه هوا گرمتر باشد می توان کارایی بالاتری از بالون انتظار داشت.
