Wat is de toekomst van zonne -energie?
In de 21e eeuw is zonne -energie al onderdeel geworden van het dagelijkse leven. Van verwarmde zwembaden op zonne -energie tot door de zon aangedreven huizen, er zijn veel voorbeelden die de nuttige toepassing van de schone, veilige, duurzame kracht van de zon aantonen. Naarmate bezorgdheid groeit over de effecten van brandende fossiele brandstoffen en de mogelijkheid om niet-hernieuwbare energiebronnen uit te putten, ziet de toekomst van zonne-energie er rooskleurig uit. Vanaf 2013 is de technologie niet zonder problemen, en tot nu toe zijn applicaties meestal relatief klein, maar er is veel onderzoek aan de gang op dit gebied, en er zijn een aantal veelbelovende ontwikkelingen geweest.
gebruik van zonne -energie
De zon is potentieel een enorme bron van hernieuwbare, schone energie. Sommigen schatten dat zonlicht 10.000 keer zoveel kracht zou kunnen produceren als de aarde die werd gebruikt aan het begin van de 21ste eeuw. Er zijn echter grote technologische uitdagingen waarmee om die energie effectief wordt aangepakt. Er zijn een aantal verschillenNT -technologieën beschikbaar en in ontwikkeling, die zonlicht gebruiken om stroom te leveren.
Zonlicht kan eenvoudig worden gebruikt om water te verwarmen dat vervolgens wordt gebruikt om centrale verwarming voor huizen te bieden. Als alternatief kan het worden gebruikt om elektriciteit te genereren met behulp van fotovoltaïsche (PV) cellen gerangschikt op zonnepanelen. Een derde methode is om zonlicht te concentreren op een doelwit om warmte te genereren, die direct voor industriële doeleinden kan worden gebruikt of om elektriciteit te bieden.
zonnepanelen
Deze panelen vertrouwen op het foto -elektrische effect, waarbij bepaalde stoffen een kleine elektrische stroom produceren bij blootstelling aan licht. Fotovoltaïsche cellen worden geconstrueerd om dit effect te benutten, en zonnepanelen bestaan uit grote arrays van deze apparaten die zijn geplaatst om zoveel mogelijk zonlicht te ontvangen. Samen kunnen ze aanzienlijke hoeveelheden elektriciteit genereren. Hoewel ze vanaf 2013 relatief inefficiënt zijn, zijn ze normaal gesproken hAve zeer laag lopende en onderhoudskosten en kan zeer effectief zijn in het leveren van stroom voor huizen. Er vindt veel onderzoek plaats om de efficiëntie te verbeteren en cellen te construeren uit goedkopere materialen.
De meeste zonnepanelen bestaan uit kristallijne Silicium PV-cellen, die 18-24% efficiënt zijn in het omzetten van zonlicht in elektriciteit. Een aantal alternatieven wordt echter onderzocht. Dunne filmcellen kunnen worden gemaakt van verschillende materialen. Hoewel deze momenteel minder efficiënt zijn dan standaard PV -cellen, zijn ze lichtgewicht, flexibel en goedkoper om te produceren. Multijunctiecellen kunnen een efficiëntie van meer dan 43%bereiken. Ze zijn zo gestructureerd dat verschillende delen van de cel zijn afgestemd om zonlicht te vangen op specifieke golflengtebereiken, in plaats van een enkele receptor te hebben die een deel van de beschikbare energie mist.
Een ander veelbelovend gebied is de kleurstofgevoelige zonnecel (DSSC), soms de Gratzel-cel genoemd, naar Michael Gratzel, die eerst Dheeft het in de jaren negentig geëvolueerd. Deze gebruiken een kleurstof om zonne -energie vast te leggen en een stroom van elektronen te produceren, die worden aangevuld via een vloeibare elektrolytlaag hieronder. Hoewel potentieel goedkoop om te produceren, zijn ze slechts ongeveer 12% efficiënt en zijn er problemen met duurzaamheid die van invloed kunnen zijn op commercieel gebruik. De vloeistof kan bijvoorbeeld bevriezen in koude omstandigheden of uitbreiden wanneer deze warm is en kan lekken. Onderzoekers hebben een versie van de cel ontwikkeld waarin de lastige vloeibare elektrolyt wordt vervangen door een vast materiaal, waardoor de weg wordt geopend voor goedkope en duurzame zonnepanelen.
Naast de ontwikkeling van goedkopere en efficiëntere fotovoltaïsche cellen, ligt een belangrijk onderdeel van de toekomst van zonne -energie in de constructie van nieuwe gebouwen en het aanpassing van veel oudere. Sommige experts voorspellen dat de meeste, zo niet alle, nieuwe gebouwen zonnepanelen op daken hebben geïnstalleerd. Aangezien deze ook gemakkelijk zijn gemonteerd, kunnen veel oudere gebouwen upgrades ontvangen om op stroom te lopende zon. Experts en milieuactivisten hopen dat het bouwen van groene energie door regeringen zal worden aangemoedigd door genereuze belastingprikkels, vrijstellingen en subsidies voor alternatief energieverbruik.
Zonnepanelen op een dak kunnen in sommige gebieden voorzien in alle of de meeste energiebehoeften van een huis. In gevallen waarin mensen in accommodatie met meerdere verdiepingen wonen, is de hoeveelheid dakruimte echter erg klein in vergelijking met het aantal huizen. Hoewel klein, individuele toepassingen een deel van de spanning van het elektrische raster kunnen afleggen, moet de toekomst in grote zonne -energie -genererende stations liggen als de zon de stroombehoeften van steden en industrieën moet bieden.
Het grootste probleem waarmee het gebruik van zonne -energie met behulp van PV -cellen wordt geconfronteerd, is de ruimte die nodig is om de energiecentrales te bouwen. Een plant bestaat uit duizenden zonnepanelen, niet anders dan die momenteel op alternatieve energiewoningen zijn geïnstalleerd. Daarom vereisen ze een consistent zonnig gebied en een aanzienlijke hoeveelheid ruimte. CuDe een van de grootste elektriciteitsstations ter wereld omvat zich. Sommige experts suggereren dat om de hele Verenigde Staten macht te bieden, een gebied van ongeveer 100 mijl (160,9 km) per kant vereist zou zijn, waarschijnlijk ergens in het woestijnklimaat van het Amerikaanse zuidwesten.
alternatieven voor zonnepanelen
Er zijn een aantal andere mogelijkheden voor de grootschalige benutten van de kracht van de zon. Een voorbeeld is het concentreren van zonne -power (CSP) -technologie. In plaats van direct elektriciteit te genereren, concentreren dit zonlicht om water te verwarmen, waardoor stoom een turbine aandrijft die elektriciteit produceert, net als een conventionele energiecentrale. Ze kunnen bestaan uit arrays van parabolische spiegels die zonlicht richten op een lineaire buis gevuld met vloeistof. Als alternatief kan warmte van de zon worden gericht door een parabolische spiegel om een vloeistof te verwarmen die een Stirling -motor drijft, die provides de mechanische energie voor het genereren van elektriciteit.
Een ander bewezen systeem is de "Power Tower", waarin een reeks zonovergoten platte spiegels warmte van de zon richt op een container met vloeistof die wordt gebruikt om stoom voor een generator te bieden. Er zijn een aantal planten in bedrijf en produceert 10-20 megawatt elektriciteit. Toekomstige planten kunnen maximaal 200 megawatt leveren.
de toekomst
Een bemoedigende trend met betrekking tot de toekomst van zonne -energie is dat veel van 's werelds grootste innovators ervoor kiezen om hun talenten en fondsen te concentreren op het verbeteren van alternatieve energietechnologie. Veel toekenningsregelingen - gefinancierd door verschillende overheden over de hele wereld - richten zich op het economisch en op grote schaal van zonne -energie. In veel landen krijgen burgers financiële prikkels om over te schakelen naar "groene" energiebronnen en het installeren van hun eigen zonnepanelen.
Hoewel er vanaf 2013 veel bemoedigende tekenen zijn dat regeringen de noodzaak erkennenVoor alternatieve energiebronnen en het bevorderen van onderzoek naar zonne -energie, ligt het antwoord gedeeltelijk in de handen van de burgers van de wereld. Wat gewone burgers kiezen om te kopen en te ondersteunen, zullen de trends van de toekomst beïnvloeden. Door zonnepanelen te installeren, te doneren aan onderzoeksorganisaties die betrokken zijn bij alternatieve energieën, een universitair diploma in een gerelateerd onderwerp behalen en stemmen voor maatregelen die alternatieve energieontwikkeling bevorderen, kan iedereen de toekomst van zonne -energie hebben.