Wat is een zonnepaneel?
Een zonnepaneel is een apparaat dat bedoeld is om energie uit zonnestralen te absorberen, hetzij voor onmiddellijk gebruik of voor opslag. Er zijn twee hoofdtypen zonnepanelen: fotovoltaïsche modules en thermische zonnecollectoren. Fotovoltaïsche modules zijn bedoeld om de energie van de zon om te zetten in elektrische energie, om dingen zoals lichten, computers of auto's van stroom te voorzien. Thermische zonnecollectoren zijn gebouwd om de energie van de zon direct te absorberen als warmte-energie, en worden vaak gebruikt om water te verwarmen voor douches, of om water te verwarmen dat door een structuur kan worden gedwongen om het te verwarmen.
Het eerste type zonnepaneel, de fotovoltaïsche module, is eigenlijk een verzameling van een aantal zonnecellen. Meerdere zonnepanelen omvatten een zonnepaneel of fotovoltaïsche stelsel. Zonnecellen worden gecombineerd in een enkel zonnepaneel voor gebruiksgemak en schaalvoordelen. Door ze te combineren in beheersbare panelen, worden ze gemakkelijker te transporteren en te installeren, en de elektronica die wordt gebruikt om ze te verwerken, kan worden gedeeld door een aantal verschillende zonnecellen.
Het meest voorkomende type zonnepaneel maakt gebruik van kristallijn silicium in de vorm van wafels of dunne films bestaande uit silicium of cadmiumtelluride. Terwijl licht het zonnepaneel raakt, wordt een deel van de lichtenergie geabsorbeerd in de halfgeleider waaruit het bestaat, waardoor elektronen vrijkomen. Deze elektronen worden vervolgens in één richting gedwongen, waardoor een stroom wordt gecreëerd die vervolgens kan worden opgevangen, omgezet en gebruikt om te voeden waarvoor we het nodig hebben. Het is een vrij basisconcept, maar er is momenteel een fascinerende wereld van innovatie en ontdekking bezig om de kracht van het zonnepaneel te ontgrendelen.
Een van de meest directe zorgen met een zonnepaneel is hoe u de meeste energie uit de kleinste hoeveelheid gebied haalt. Een zonnepaneel is duur en neemt ruimte in beslag, dus het moet zowel economisch als vanuit een voetafdrukperspectief zijn, om het de moeite waard te maken om ze te installeren in plaats van elektriciteit van een net te halen. Zonnepanelen voor consumenten werken momenteel met een efficiëntie van ongeveer 5% tot 18%, en dit aantal is de afgelopen tien jaar aanzienlijk toegenomen. Er is een robuuste industrie gebouwd rond de productie van innovatieve zonnepanelen die nog meer zonlicht kunnen absorberen, en het lijkt waarschijnlijk dat betaalbare zonnepanelen voor consumenten die 20% tot 30% absorberen binnenkort beschikbaar zullen zijn.
Er zijn ook meer exotische plannen in petto om de efficiëntie enorm te verhogen, met veel theoretische ontwerpen die op maar liefst 50% efficiëntie hopen. Dit heeft gevolgen voor een breed scala aan toepassingen, van het aandrijven van huizen tot het aandrijven van voertuigen tot het aandrijven van ruimteschepen. Een andere innovatie in het ontwerp van zonnepanelen probeert de panelen zelf ongelooflijk dun, transparant en flexibel te maken, zodat ze op dingen zoals ramen kunnen worden geplaatst, waardoor hun voetafdruk vrijwel wordt geëlimineerd.
Het andere type zonnepaneel, de thermische zonnecollector, wordt al honderden jaren in een of andere vorm gebruikt. Het idee is eigenlijk om een waterlichaam in een container te plaatsen en die container zoveel mogelijk lichtenergie te laten absorberen, meestal door het zwart te schilderen. Dit verwarmt vervolgens het water, dat voor veel verschillende doeleinden kan worden gebruikt. Veel mensen gebruiken geforceerde zonneverwarming om hun huizen te verwarmen, door dit hete water door pijpen in de vloeren of muren te laten stromen, die dan naar buiten straalt en de lucht binnen verwarmt.