Milieuzaken:
feiten, getallen en opinies.

Zonne-energie

U bent hier: inhoudsopgave - schone energie- zonne-energie
Afkorting of begrip onbekend ? Raadpleeg ons milieuwoordenboek !
Google
 
Web www.hugovandermolen.nl

Het VPRO-programma Tegenlicht (20 Okt. 2008) stelt dat massaal gebruik van zonne-energie dichterbij is dan we denken. Lees meer !

Prof. Wim de Ridder, hoogleraar toekomstonderzoek, verbonden aan de Universiteit van Twente: "omdat nanotechnologie voor grote doorbraken in de prestaties van zonnecellen zal zorgen, durf ik te voorspellen dat we in 2025 met een energieoverschot komen te zitten dankzij de massaproductie van zonnecellen, die jaar op jaar én veel krachtiger én veel goedkoper worden.” (bron: http://www.secondsight.nl/page/18193/nl).

Als je naar de grafieken kijkt, hier verder onderaan m.b.t. energiebronnen wereldwijd (2016) en in Duitsland in 2014, dan lijkt bovengenoemde stelling van Wim de Ridder niet gerechtvaardigd. Zie ook: Jesse, E., Bleeker, O en Hertog, R., "Wind en zon blijven marginale spelers": Wereldwijd stelt ons klimaatbeleid niets voor , De Ingenieur 8, aug. 2018, p. 52- 53.

HOE WERKT ZONNE-ENERGIE ?

Van zonlicht naar elektriciteit
De werking van zonne-energie
Zonlicht wordt steeds vaker gebruikt als energiebron. Maar hoe werkt de omzetting van licht in elektriciteit? Hieronder een beschrijving van de verschillende manieren waarop zonne-energie verkregen kan worden.
ZONNE-ENERGIE
Zonne-energie kan op twee manieren gebruikt worden: direct en indirect. Bij het directe gebruik van de energie is een technisch hulpmiddel een vereiste. Deze technische hulpmiddelen zijn: zonnecollectoren (oftewel zonneboilers en -panelen) die voornamelijk worden gebuikt om zonlicht om te zetten in warmte en zonnepanelen met zonnecellen (ook wel fotovoltaïsche of PV-cellen genoemd), CSP systemen en zonnetorens, die het licht direct in elektriciteit (zonnestroom) omzetten. Indirect wordt zonne-energie gebruikt bij de bouw van warmteregulerende huizen. Daarnaast zijn biomassa, hydro-energie en windenergie allemaal energiebronnen waarbij de zon een indirecte rol speelt.
 
ZONNECELLEN
Een zonnepaneel bestaat uit meerdere aaneengeschakelde zonnecellen (zogenaamde ‘fotovoltaïsche cellen’). Zonnecellen zetten zonlicht rechtstreeks om in elektrische energie, dit wordt ook wel het fotovoltaïsche proces genoemd (dit proces werd in 1839 ontdekt door Edmond Becquerel). Als er licht op zonnecellen valt, absorberen deze cellen fotonen (de lichtdeeltjes uit zonnestraling). Dit zorgt ervoor dat er negatief geladen elektronen in het zonnepaneel losgemaakt worden die zich vervolgens verplaatsen en een positief geladen ‘gat’ overlaten. De meeste zonnecellen worden gemaakt van silicium. Een silicium-atoom heeft vier elektronen in zijn buitenste schil. De elektronen dragen bij aan de stevigheid van de kristalstructuur, maar raken zelf gemakkelijk los als er bijvoorbeeld zonlicht op valt. Omdat silicium nauwelijks stroom geleidt, wordt er een halfgeleider van gemaakt door er andere stoffen aan toe te voegen. Aan de bovenkant is dit meestal fosfor en aan de onderkant meestal borium. Fosfor heeft één elektron meer dan silicium. Deze elektron is niet nodig om de bindingen in stand te houden en heeft hierdoor meer vrijheid om zich te verplaatsen. Borium heeft één elektron minder dan silicium waardoor de elektronen in de fosforkant (de negatief geladen N-laag) naar de boriumkant (de positief geladen P-laag) bewegen. Onder invloed van zonlicht krijgt de P-laag dus een negatieve lading (door een tekort aan elektronen) en de N-laag een positieve lading (door een overschot aan elektronen). Zonlicht veroorzaakt dus een elektrisch spanningsverschil tussen de P-laag en de N-laag. Als de beide lagen uitwendig met een metaaldraad verbonden worden gaat er een stroom lopen. De stroom die verkregen wordt door zonnecellen is gelijkstroom. Er moet nog een omvormer aan gekoppeld worden om de stroom om te zetten in wisselstroom. Het fotovoltaïsch proces voltrekt zich net zo lang als er licht op de cel valt. Omdat er in dit proces geen materialen verbruikt worden zijn zonnecellen duurzaam.
 
Niet al het licht kan worden omgezet in elektriciteit, aangezien zonnecellen voornamelijk zichtbaar licht gebruiken. Het theoretische omzettingsrendement ligt daarom rond de 20 tot 30 procent. Dit lijkt weinig, maar in vergelijking met het omzettingsrendement van bijvoorbeeld biobrandstoffen blijken zonnecellen stukken efficiënter te zijn. Zo ligt het rendement van het blad van een suikerrietplant (een grondstof voor biobrandstoffen) slechts rond de 6 procent, de benodigde energie voor het bewerken van het land en de extractie van de suiker nog niet meegerekend. Zonnecellen daarentegen worden momenteel geproduceerd met een rendement van 16 procent en naar verwachting zal dit de komende jaren zelfs hoger worden.
 
HET CSP SYSTEEM
Het Concentrating Solar Power (CSP) systeem is een anders systeem dat zonlicht omzet in elektrische energie. Dit systeem gebruikt spiegels om het zonlicht te richten op een ontvanger die zeer hoge temperaturen kan verdragen. Binnen in deze ontvanger bevindt zich een gas of een vloeistof die de hitte vervoert naar een systeem die dit omzet naar elektrische energie. Dit kan een stoomturbine zijn of een externe verbrandingsmotor of generator die aangedreven wordt door zuigermotoren. Sommige CSP systemen kunnen de hitte opslaan om ook op bewolkte dagen en ’s nachts elektriciteit te produceren. Er zijn 3 typen CSP systemen: parabolic troughs (parabolische troggen), power towers (zonne-energiecentrales) en solar dish-engines (schotelvormige energiegenerende systemen).
 
Parabolic troughs
Parabolic troughs concentreren de energie van de zon in grote U-vormige reflectoren. In het centrum van deze reflectoren lopen pijpen die met olie gevuld zijn. De gespiegelde reflectoren richten al het zonlicht op de pijpen en verwarmen de olie tot een temperatuur van 400 graden Celsius. Deze olie wordt gebruikt om water te koken en stoom te produceren om stoomturbines en generatoren aan te drijven die vervolgens elektriciteit produceren.
 
Power towers
Power towers gebruiken veel platte zonneschermen om de zonnestralen op te vangen en vervolgens te richten op een ontvanger. Deze ontvanger bevindt zich bovenaan een lange toren waarin het zonlicht een vloeistof, bijvoorbeeld gesmolten zout, tot wel 570 graden Celsius verwarmt. De hete vloeistof kan direct gebruikt worden voor de productie van stoom die omgezet wordt door middel van generatoren in elektriciteit of opgeslagen worden voor later gebruik.
 
Solar dish-engines
Dit systeem gebruikt schotelvormige spiegels om het zonlicht te concentreren op een ontvanger. De ontvanger bevindt zich in het brandpunt van de schotel. Om de maximale hoeveelheid zonlicht op te vangen draait de schotel met de stand van de zon mee. Één schotel kan tussen de 2 kW en 25 kW aan elektriciteit produceren.
 
ZONNETORENS
Een derde manier waarop duurzame energie verkregen kan worden door de zon (naast zonnepanelen en CSP systemen) zijn zonnetorens. In zonnetorens wordt de lucht opgewarmd door zonnewarmte onder een grote platte cirkelvormige collector die aan de rand open is. In het midden van de cirkel staat een verticale toren. Omdat hete lucht lichter is dan koude lucht, stijgt deze op in de toren. Aan de zijkant van de cirkelvormige collector wordt hierdoor nieuwe koude lucht aangezogen die vervolgens verwarmd wordt door de zon en weer opstijgt. Hierdoor ontstaat er een continue luchtstroom die door windturbines omgezet wordt in mechanische energie. Deze mechanische energie wordt vervolgens door generatoren omgezet in elektrische energie.

Zonnecellen


Werking zonnecel


Parabolic trough


Werking parabolic trough


Power tower


Werking power tower


Solar dish-engine


Werking solar dish-engine


Zonnetoren


Werking zonnetoren

}

Bronnen:
VPRO-programma Tegenlicht, website: http://www.vpro.nl/programma/tegenlicht/afleveringen/40025880/items/40139257/
(24-10-2008)

http://www.secondsight.nl/page/18193/nl (2-1-2010)


zonne-energieplatform Rio de Janeiro

De " Stads Zonnetoren" (Solar City Tower)", gebouwd op het eiland Cotonduba zal het welkomstsymbool zijn bij de Olympische Spelen in Rio de Janeiro (Brazilië) in 2016.

Bezoekers en deelnemers zullen het zien bij aankomst door de lucht of over zee. De toren vangt zonne-energie op. Het zal de hele Olympische stad en tevens een deel van Rio de Janeiro voorzien van elektriciteit.....

Het pomt water op van de oceaan en creëert een soort waterval, die turbines aandrijft om 's nachts energie te produceren. Het gebouw herbergt tevens de Olympische vlam. 

Lees en bekijk meer foto's van deze fantastische "reclamezuil" voor zonne-energie !


Veel bedrijven zorgen zelf dat ze hun energie deels krijgen uit zon of wind

Computer chipmaker Intel belegt groot in zonne-energie: lees meer !


Zonne-energie in Nederland
In 2011 is er voor Megawatt zonnepanelen bijgekomen en steeg de productie van zonnestroom naar 90 miljoen kWh (kilowattuur). Maar dat is slechts 0,1 % van het totale electriciteitsgebruik in Nederland. In 2011 gaf Nederland € 7 miljoen uit aan subsidies voor zonne-energie (Duitsland € 7 miljard, dus 1000 x zo veel). Bron: DNB-Magazine, 2012, no. 3, 2012, p.11.

"Kerncentrale Borssele leverde de afgelopen vijf jaar gemiddeld per jaar 35.540 TJ CO2-vrije energie. Ter vergelijking: afgelopen jaar leverden alle zonnecellen en -collectoren in ons land samen 8.876 TJ." (bron: tweet op 16-10-2018 van Remco de Boer: @remcodb )

Literatuur:
- Jesse, E., Bleeker, O en Hertog, R., "Wind en zon blijven marginale spelers": Wereldwijd stelt ons klimaatbeleid niets voor , De Ingenieur 8, aug. 2018, p. 52- 53.


Zonne-eregie in het buitenland
In Duitsland, Spanje, Italië en Tsjechië zorgt zonnestroom voor 3 % van de totale energievoorziening (Red: ik denk dat de schrijvers electriciteitsvoorziening bedoelden); bron: DNB-Magazine, 2012, no. 3, 2012, p.11. in 2011 gaf Duitsland € 7 miljard uit aan subsidie voor zonne-energie (Nederland 7 miljoen).

Duitsland

duitslands energiemix-ontwikkelingen in 50 jaar tijd

klik voor vergroting


Zonne-energie wereldwijd
Zon- en windenergie maken nog maar een heel kleine fractie uit van het geheel, veel minder dan veel mensen zouden denken, althans mensen die afgaan op wat ze in ons land uit de media vernemen.

De voorspelling van Prof. Wim de Ridder, waar deze web-pagina mee begint, lijkt voorlopig nog niet te worden bewaarheid: "omdat nanotechnologie voor grote doorbraken in de prestaties van zonnecellen zal zorgen, durf ik te voorspellen dat we in 2025 met een energieoverschot komen te zitten dankzij de massaproductie van zonnecellen, die jaar op jaar én veel krachtiger én veel goedkoper worden.” Maar vele voorspellingen van Jules Verne kwamen ook pas heel veel later uit.

wereld-energieverbruik en de rol van wind- en zonne-energie


Nadelen van zonne-energie

Zonne-energie is alleen beschikbaar als de zon schijnt. Zo niet, zoals elke nacht, dan zijn back-up-systemen nodig. Dat betekent dat elk zonne-energiesysteem een back-up systeem moet hebben met de zelfde capaciteit.

Aantasting van het landschap

zonnepanelen tasten het landschap aan


Beleggen in Zonne-energie

Beleggers in zonne-energie doen er goed aan fraaie folders en verkooppraatjes niet zo maar te geloven, zoals die van het uiteindelijk failliet gegane Zoninvest.

Energy and Capital's Nick Hodge schrijft 15-8-2010 het volgende over Chinese zonne-energie-gerelateerde bedrijven:

I've watched (and profited) as Chinese solar company after Chinese solar company reported earnings and blew away estimates.


In september 2007 werd op een veiling van historische aandelen bij Boone in Antwerpen een historisch aandeel uit 1909 aangeboden van de Amerikaanse SUN Electric Generator Company. Het aandeel toont een vignet van een zonnepaneel. Het bedrijf hiedl zich bezig met het winnen van zonne-energie voor het opwarmen van boilers. Het stuk bleef bij een inzetprijs van € 560 onverkocht.


Lees verder op onze pagina's:
- zonne-energiecentrales
- zonnepanelen op daken
- zonnepanelen op de boerderij
- Zoninvest


U bent hier: inhoudsopgave - schone energie- zonne-energie
Lees meer over zonne-energiecentrales

Google
 
Web www.hugovandermolen.nl

Deze website is een activiteit van Van der Molen Financial Services, Copyright 2007 e.v.

Mail ons uw commentaar, aanvullingenen en correcties !