Hoe werkt zonne-energie?
Er zijn een aantal verschillende methoden die kunnen worden gebruikt om zonne-energie te laten werken. In de breedste zin van het woord kan bijna alle energie op aarde technisch worden toegeschreven aan zonne-energie, maar het meeste zou moeilijk te benutten zijn voor menselijk gebruik. Het is de implementatie van technologie zoals warmtecollectoren en fotovoltaïsche systemen die zonne-energie voor mensen op een praktische manier laten werken. Een deel van deze technologie wordt op industriële schaal geïmplementeerd, terwijl andere technologie specifiek voor persoonlijk gebruik is ontworpen.
De twee belangrijkste producten die de zon produceert, zijn licht en warmte. Als zodanig is het niet verwonderlijk dat de technologieën die worden gebruikt om zonne-energie te laten werken, gericht zijn op het profiteren van deze twee gebieden. Zonneboilers die in residentiële toepassingen worden gebruikt, maken vaak gebruik van warmtecollectoren, bijvoorbeeld. Als alternatief vangen fotovoltaïsche systemen of zonnepanelen licht op en zetten dit om in elektriciteit.
Zoals met elk type energie, kan zonne-energie alleen werken als het op de een of andere manier goed kan worden omgezet. Of dit nu met planten is door een natuurlijk fotosyntheseproces of door menselijke engineering, conversie vindt bij een bepaald proces plaats. Entropie, of de tweede wet van thermische dynamica, stelt dat bij elke conversie potentiële energie in de begintoestand altijd groter zal zijn dan de potentiële energie in de geconverteerde toestand. Zo proberen zonne-energieprojecten manieren te vinden om die energie zo efficiënt mogelijk om te zetten.
Voor industriële zonneproductie lijken warmtecollectoren zich te concentreren op de meeste aandachtspunten. Deze systemen worden vaak in lijnen geplaatst en zien er enigszins uit als gebogen troggen. De zonnestralen raken het sterk reflecterende oppervlak van de troggen, die de warmte concentreren op een leiding net voor de reflectoren. In die buis zit een vloeistof die tot zeer hoge niveaus wordt verhit, vaak meer dan 5400 graden Fahrenheit (meer dan 3000 graden Celsius).
Er is echter nog steeds een conversieproces nodig om dit type zonne-energie te laten werken. De verwarmde vloeistof wordt vervolgens overgebracht naar een andere locatie, waar deze stoom produceert. De stoom wordt vervolgens gebruikt om turbines te draaien, die rechtstreeks verantwoordelijk is voor het maken van de elektriciteit. Deze elektriciteit wordt vervolgens op een rooster geplaatst zodat deze aan de eindgebruiker kan worden geleverd.
Fotovoltaïsche is een andere methode om zonne-energie te laten werken in een praktische toepassing. Sommige materialen kunnen een elektrische vonk produceren als ze door licht worden geraakt. Die elektriciteit kan vervolgens worden opgeslagen in batterijen of direct worden gebruikt. Dit is hoe de meeste lichtproducten op zonne-energie werken, hoewel de lumen die in deze lichten worden geproduceerd over het algemeen niet zo hoog zijn als het gebruik van elektriciteit van meer conventionele methoden. Deze technologie vordert snel en wordt elk jaar efficiënter.