Zonne-energie

Inleiding Nog niet zo lang geleden kwam je zonnecellen alleen maar tegen in de ruimte. Daar worden ze al jaren gebruikt om satellieten van stroom te voorzien. Nu zie je ze overal: in rekenmachines, op lichtboeien, op waterpompjes, en zelfs op zomerhuisjes en caravans. Die groeiende populariteit van zonnecellen is heel begrijpelijk. Zonnecellen zijn schoon, stil, handig, onderhoudsarm en milieu-vriendelijk. Ze leveren stroom zodra er licht op valt, en je hoeft er niks voor te doen.

Licht, vooral daglicht, is er in overvloed. Zelfs in Nederland is er genoeg daglicht om met zonnecellen alle electriciteit op te wekken die we nodig hebben. Eens, ergens in de volgende eeuw zullen zonnecellen heel gewoon zijn. De ideale plaats voor zonnecellen is op het dak van een huis. Daar is volop ruimte en licht. Onze huizen van de toekomst zullen dus hun eigen elektriciteit maken.

Zonnecellen zijn nu nog te duur om dakpannen te vervangen. Maar voor kleine toepassingen, zoals de stroomvoorziening van lichtboeien of weidedrinkbakken, zijn ze best betaalbaar. Of als je ze wilt gebruiken om stroom te leveren voor een boot of een zomerhuisje. Bovendien is het gewoon leuk om televisie te kijken met gratis energie van de zon. De bron van zonne-energie

De zon heeft een doorsnee van 1,4 miljoen km en is 150 000 000 km verwijderd van de aarde. De temperatuur in de kern van de zon is ongeveer 15 miljoen ° C. Bij deze temperatuur vinden er voortdurend kernreacties plaats. Deze kernreacties zijn de bron van de zonne-energie.

Ongeveer 90% van de zon bestaat uit het gas waterstof. Waterstof is het eenvoudigste en lichtste element. Het energieleverende proces in de zon is de versmelting van waterstofkernen, zodat uit waterstofatomen atomen van het gas helium gevormd worden. Deze versmelting levert onwijs veel energie. Het is het omgekeerde proces van splitsing van kernen van zware atomen, zoals dat wordt toegepast in kerncentrales.

Electriciteit uit zonlicht Het proces waarmee een zonnecel werkt heet fotovoltaïsche omzetting: de omzetting van licht in electriciteit. De meest gebruikte zonnecel is gemaakt van silicium en heeft door chemische bewerkingen een negatieve en een positieve laag gekregen (de n- en de p- laag). Als er licht op valt, worden er electronen in de zonnecel losgemaakt. Door een verbinding tussen
Beide lagen te maken gaat er een elektrische stroom lopen, net zoals bij de plus en de min van een batterij.

Zonnecellen worden meestal aan elkaar gekoppeld en onder-gebracht in een zonnepaneel. In zo’n paneel zijn de cellen goed beschermd. De meeste zonnepanelen hebben een afmeting van ongeveer een halve vierkante meter. Zonnepanelen maken vaak deel uit van een pv-systeem (photo-voltaïsch-systeem). Andere onderdelen van zo’n pv-systeem zijn hulpmiddelen zoals kabels, regelapparatuur en een draagconstruc-tie. De meeste pv-systemen zijn zogenaamde autonome (zichzelf regelende) toepassingen en hebben één of meer accu’s van 12 volt. Het voordeel daarvan is dat overdag geproduceerde stroom opgeslagen kan worden, zodat ook ’s nachts electriciteit kan worden gebruikt.

De opslag van zonne-energie Zonne-energie in opgeslagen vorm gebruiken we al sinds de tijd dat het vuur werd ontdekt. Iedere keer dat we een blok hout op het vuur gooien, gebruiken we opgeslagen zonne-energie, die miljoenen jaren geleden werd opgeslagen. De huidige methoden om zulke energie op te slaan komen erop neer dat met behulp van zomerse zonneschijn water wordt verwarmd, dat in geïsoleerde tanks wordt opgeslagen. Dit warme water kan gedurende de wintermaanden worden gebruikt voor verwarming. Ook maakt men voor de opslag van zonne-energie gebruik van speciale chemische produkten en zogenaamde zonnevijvers of solar ponds. Solar ponds zijn ondiepe vijvers, waarin zich een zoutoplossing bevindt. In Israël heeft men met behulp hiervan midden in de winter rond middernacht elektriciteit geproduceerd. Dit bewijst dat zonne-energie het gehele jaar door opgeslagen en gebruikt kan worden.

Zonne-energie in Nederland Zonnecellen zijn ideaal op plaatsen waar wel daglicht is, maar geen aansluiting op het electriciteitsnet. Op een boot bijvoorbeeld, of midden in een weiland, of op een caravan, of in een tuinhuisje. De zonnecellen kunnen daar stroom leveren aan accu’s of direct aan elektrische apparaten en lampen. Omdat het schoon, stil en onderhoudsarm is, is een pv-systeem vaak te verkiezen boven bijvoorbeeld batterijen of een generator.

Veel handige toepassingen vind je tegenwoordig op het water: binnenvaartschepen die voor het huishoudelijk stroomverbruik zonnepanelen hebben, zeilboten en boten met elektromotoren waarvan de accu’s opgeladen worden met zonne-energie. En er zijn duizenden boeien en lichtbakens, waarin zonnepanelen en accu’s de vroegere gasflessen of batterijen vervangen. Ook op andere paatsen kan zonne-energie handig zijn. In wei-landen pompen zonnepompen water op voor vee. In zomerhuisjes, caravans en tuinhuisjes kunnen recreanten dankzij zonnepanelen het licht aandoen en televisie kijken. Die laatste toepassing, die in de recreatie, is één van de populairste. Dat is te begrijpen, want het is een gemakkelijke en zorgeloze electriciteitsvoorziening.

Op sommige plaatsen in Nederland zijn er al woningen met een dak van zonnepanelen. Dat zijn meestal proefprojecten met grote pv-systemen die aan het electriciteitsnet zijn gekoppeld. Ze hebben omvormers die de zonne-energie omzetten in 220 volt wisselstroom. Zulke grote systemen zijn nu nog zeldzaam, maar zullen in de toekomst steeds vaker te zien zijn.

De toekomst van de zonne-energie

Zonne-energie is waarschijnlijk één van de belangrijkste energiebronnen voor de toekomst. Driekwart van de wereld moet het nu nog zonder electriciteitsnet doen. Vooral in de Derde Wereld is zonne-energie een oplossing. Huishoudens kunnen hun eigen pv-systeem krijgen, net als scholen, ziekenhuizen en medische hulpposten.

Ook bij ons heeft zonne-energie een veelbelovende toekomst volgens veel mensen. Pv-systemen zijn stil, onderhoudsarm en milieuvriendelijk. Er komen steeds meer pv-systemen op de markt. Er zijn al kampeerwinkels die zonnepanelen verkopen. En terwijl steeds meer mensen een klein pv-systeem kopen, wordt nu al gewerkt aan grote systemen voor de toekomst. Overheid, bedrijfsleven en onderzoeksinstellingen werken samen aan een toekomst waarin zonne-energie kan concurreren met elektriciteit uit het openbare net.