Zonne-energie

De gigantische hoeveelheid energie die de aarde in de vorm van zonnewarmte bereikt, is meer dan 12000 keer groter dan het brandstofverbruik van de gehele wereld.

Het verzamelen en opslaan van deze overvloedige aanvoer van gratis energie is echter lastig en duur. De zonnestralen zijn zwak en worden verspreid over een uitgestrekt gebied. Wil men de warmte thuis of in elektriciteitscentrales gebruiken, dan moet deze eerst worden verzameld en geconcentreerd. In heetwatersystemen die gebruik maken van zonneënergie worden zonnecollectoren gemonteerd op naar de zon gerichte daken. Deze hebben glazen of kunststof panelen waarachter het water circuleert in buizen die zwart zijn geverfd om zoveel mogelijk warmte op te kunnen nemen.

In japan staan 3 miljoen zonnepanelen op de daken en in Israël staan ze op de helft van alle huizen. Ook in Californië zijn ze populair, maar in bewolkt Europa, dat half zoveel zon opvangt als Israël of Californië, ziet men ze veel minder. Op een sombere dag kan slechts een fractie van de in direct zonlicht verzamelde energie worden opgevangen.

Zonneënergie wordt eveneens aangewend voor het opwekken van elektriciteit. Wil de zon direct worden benut, dan is een hoge temperatuur vereist; het zonlicht wordt door een brandpunt gericht en zodoende geconcentreerd.

Soms worden daarvoor lenzen gebrüikt, maar meestal in een halve cirkel opgestelde spiegels, die het zonlicht concentreren op een reservoir in een mast, waardoor een door buizen stromende vloeistof wordt verwarmd. Is dit water, dan ontstaat er stoom onder hoge druk, waarmee generatoren worden aangedreven.

De grootste mast ter wereld staat bij Barstow, Californië, in de Mojavewoestijn, die 300 dagen zon per jaar krijgt. De reflector beslaat 40 ha en bestaat uit 1818 in concentrische cirkels geplaatste spiegels, gericht op het warmtereservoir in de top van de 78 m hoge mast.

De grootste zonneënergiecentrale van Europa staat in het Franse Themis, in de westelijke Pyreneeën. Deze is in juni 1981 gebouwd en heeft een capaciteit van 2,5 megawatt.

Vrijwel alle ruimtevaartuigen en satellieten zijn sinds 1958 uitgerust met zonnecellen die voor de elektriciteit moeten zorgen. Zonnecellen maken gebruik van een ontdekking die de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz in 1887 deed: sommige stoffen wekken elektriciteit op als ze aan licht worden blootgesteld -dit heet het fotovoltaïsch effect.

De cellen bestaan uit een dun laagje silicium, met daarachter een nog dunner laagje silicium waar borium in zit, dat het elektrische gedrag van het silicium wijzigt. Als er licht door het buitenste laagje valt, ‘vluchten’ de elektronen naar het silicium, waardoor er een spanningsverschil tussen de twee lagen ontstaat. Een aan elkaar gekoppelde reeks van dit soort cellenievert een bruikbare hoeveelheid energie. Hoewel silicium niet duur is -het vormt het voornaamste bestanddeel van zand en stenen -kost het veel geld om er de kristallen van te maken die nodig zijn voor zonnecellen.

In 1981 stak de Solar Challenger, een vliegtuig dat werd aangedreven door 16128 zonnecellen met een vermogen van 2,5 kW, Het Kanaal over.

Zonneënergie wordt vaak toegepast in alledaagse zaken, zoals horloges en zakrekenmachines. Ook door de zon verwarmde zwembaden mogen zich verheugen in een toenemende belangstelling.

De eerste op zonneënergie draaiende elektriciteitscentrale van enige omvang, met een vermogen van 1 megawatt, werd in 1982 gebouwd in Victorville, Californië. Een van de grootste zonnecelprojecten in Europa staat op het Duitse waddeneiland Pellworm. De 17500 zonnecellen bedekken een gebied dat twee voetbalvelden groot is en voorzien het kuuroord op het eiland van stroom.

Reageren niet mogelijk