Zonne-energie, een duurzame energiebron
De zon gaat nog enkele miljarden jaren mee en is dus een praktisch onuitputtelijke energiebron. We weten al een tijd dat we zonne-energie kunnen opvangen en op allerlei manieren kunnen toepassen. De voornaamste toepassing is door met behulp van zonnepanelen stroom op te wekken. Andere toepassingen zijn zonnecollectoren en zonneboilers.
Zonnepanelen
Een standaard zonnepaneel wekt stroom op door een spanningsverschil tussen twee laagjes silicium in de panelen. Dit spanningsverschil ontstaat doordat elektromagnetische straling (zonlicht) elektronen losstoot uit de bovenste laag, die vervolgens naar de onderste laag bewegen. Bewegende elektronen = elektriciteit, dit is het principe van de fotovoltaïsche cel. In een zonnepaneel zit een aantal van deze cellen, die samen meestal weer gekoppeld zijn aan een accu om energie tijdelijk te kunnen opslaan. Zonnepanelen worden om voor de hand liggende redenen meestal op daken geplaatst en aangesloten op het energienet. Zo kan de stroom van de panelen worden gebruikt wanneer de zon schijnt en kan een overschot weer het energienet in worden gevoerd. Op die manier kan je bij een overschot aan zonne-energie dit terugverdienen via je energieleverancier. Zonnepanelen hebben een rendement van ongeveer 15%.
Nieuwe ontwikkelingen op het gebied van zonnepanelen richten zich onder andere op de productie van zogenaamde dunne-film panelen, die geproduceerd worden door een soort drukpers. Door het flexibele materiaal zijn een aantal nieuwe toepassingen mogelijk, zoals het monteren van dunne-film panelen op oprolbare zonneschermen. Helaas ligt het rendement van deze dunne cellen nog aanzienlijk lager dan bij de gewone panelen: 6-10%. Wel wordt hier hard aan gewerkt en heeft men in laboratoria al rendementen van 39% weten te bereiken. We gaan hier nog veel van horen.
Zonneboiler
In tegenstelling tot zonnepanelen zetten zonneboilers de zonne-energie niet om in elektriciteit, maar in verwarmd water. De zonne-energie wordt opgevangen door een zwarte plaat, de zonnecollector, waardoor buizen met een speciale vloeistof lopen. Deze buizen lopen ook door een watertank. Wanneer de zon de zwarte plaat verwarmd, wordt door het rondpompen van de vloeistof in de buizen het water in de tank ook warmer. Een naverwarmer zorgt ervoor dat het water op de gewenste temperatuur komt wanneer de zon niet schijnt of te zwak is om het water warm genoeg te krijgen.
Zowel zonnepanelen als de combinatie van zonneboiler met zonnecollectoren zijn prijzig. Zeker omdat het rendement van zonnepanelen nog niet bijzonder hoog ligt, duurt het jaren voordat zo'n investering zichzelf terugverdiend. Er zijn echter een aantal overheidssubsidies die dit soort aanschaffen aanzienlijk aantrekkelijker maken. Zonne-energie is echter bijzonder milieuvriendelijk, doordat er geen CO2-uitstoot bij komt kijken. Bovendien is het plaatsen van zonnepanelen weinig ingrijpend voor het lokale ecosysteem (in tegenstelling tot bijvoorbeeld energie uit biomassa of waterkracht).
De zon is de enige energiebron buiten de planeet zelf. Het afvangen van zonne-energie die anders verloren zou gaan (door bijvoorbeeld daken te verwarmen, waar op zich niemand op zit te wachten) is daardoor een manier om energie te gebruiken zonder het ecosysteem te belasten - dan wel door CO2-uitstoot, dan wel door ingrijpende dingen aan het ecosysteem te veranderen. Als de komende jaren het rendement van zonnepanelen verder toeneemt, lijkt dit een zeer veelbelovende tak van duurzame energie.