Wat is fotovoltaïsche zonne-energie?
Fotovoltaïsche zonne-energie is de belangrijkste variëteit van systemen die wordt gebruikt om bruikbare zonne-energie te genereren. Het begrijpen van het basissysteem wordt uiterst belangrijk omdat alternatieve energiebronnen een meer gebruikelijke en noodzakelijke component van het dagelijks leven worden. Fotovoltaïsche zonne-energie kan worden gebruikt om alles te voeden, van een buitenzonlamp tot een hele stad. De toepassing van zonne-energiegebruik in de menselijke samenleving is een belangrijk onderdeel van de strategieën van veel overheden om af te stappen van niet-duurzame energiepraktijken en naar een milieuvriendelijk, duurzaam bestaan.
De zon is een enorme energiebron en verbrandt een handige 93 miljoen mijl (153 miljoen km) van de aarde. Terwijl de planeet energie ontvangt om planten door zonlicht te laten groeien, kost het wat technologie om dat licht om te zetten in voor de mens bruikbare kracht. Fotovoltaïsche systemen kunnen zonlicht verzamelen, omzetten in energie en transporteren voor menselijk gebruik met fundamentele wetenschappelijke eigenschappen.
Om zonne-energie te maken, is een apparaat genaamd een fotovoltaïsche of PV-cel vereist. De PV-cel heeft één oppervlak geladen met extra elektronen en een tweede oppervlak dat positief geladen atomen heeft die geen elektronen hebben. Wanneer zonlicht een PV-cel raakt en wordt geabsorbeerd, worden de extra elektronen opgewonden, stuiteren ze van het positief geladen oppervlak en creëren een elektrische stroom waar de twee opgedoken elkaar ontmoeten. Deze elektrische stroom is de zonne-energie die nu als stroom kan worden gebruikt.
PV-cellen kunnen samen worden gerangschikt om energiebronnen van verschillende groottes te maken. Kleine opstellingen, modules genoemd, kunnen worden gebruikt om eenvoudige elektronica op dezelfde manier aan te drijven als een batterij. Grote groepen PV-cellen kunnen worden gebruikt om arrays voor zonne-energie te bouwen die enorme hoeveelheden fotovoltaïsche zonne-energie kunnen creëren. Afhankelijk van de grootte van de reeks en de hoeveelheid zonlicht, kunnen zonne-energiesystemen voldoende stroom produceren om huizen, fabrieken te runnen of zelfs een grote bijdrage leveren aan de energiebehoeften van een stedelijk gebied.
Veel wetenschappers geloven dat fotovoltaïsche zonne-energie van vitaal belang is voor het overleven van de mens. Momenteel is een groot deel van de wereld afhankelijk van energie die afkomstig is van fossiele brandstoffen zoals olie en steenkool. Deze brandstoffen zijn gemaakt uit de ontbinding van organismen en kunnen miljoenen jaren duren om te creëren; mensen hebben de beschikbare hulpbronnen zo veel gebruikt dat vele vormen van fossiele brandstoffen uitgeput raken. Sommige experts suggereren dat de reserves aan fossiele brandstoffen tegen het midden van de 21e eeuw op zullen raken en waarschijnlijk binnen enkele eeuwen volledig zullen verdwijnen. Om de door energie geleide samenleving van de mensheid intact te houden, moet de wetenschap manieren vinden om de wereld van energie te voorzien die niet uit fossiele brandstoffen komt.
Omdat zonne-energie een hernieuwbare bron is, is het een vitaal gebied van wetenschappelijk onderzoek en ontwikkeling aan het begin van de 21e eeuw. Sommigen suggereren dat het bouwen van een enorme fotovoltaïsche zonne-energiecentrale in een constant zonnige woestijn genoeg energie kan genereren om de hele wereld te laten werken, hoewel dit problemen oplevert. Hoewel een plant die groot genoeg is, zeker genoeg energie kan creëren, is het een veel lastiger voorstel om deze over de hele wereld te transporteren. Bovendien, omdat zelfs in de zonnigste gebieden er verschillende snelheden van zonlicht kunnen zijn, kan energieopwekking door de zon van dag tot dag variëren. Op zichzelf is fotovoltaïsche zonne-energie misschien niet in staat om de energieproblemen van de wereld op te lossen, maar in combinatie met andere hernieuwbare energiebronnen zoals wind, biobrandstofalgen, waterkracht en geothermische energie, kunnen de dagen van een wereld die op fossiele brandstoffen draait ver weg zijn herinneringen.