zonne-energie

Als alle daken volledig worden bedekt door zonnepanelen met een efficiëntie van 18%, wordt er meer elektriciteit geproduceerd dan door alle Nederlandse elektriciteitscentrales samen.

Maakt alle daken vol zonnepanelen zetten Nederland zelfvoorzienend?

Zonne-energie groeit snel als energiebron. Geen wonder. De laatste jaren zijn enorme doorbraken geboekt. Zouden we in onze totale energiebehoefte kunnen voorzien door alle daken en bedrijfsgebouwen vol met zonnepanelen te zetten?

Hoeveel vierkante kilometer daken heeft Nederland?
Nederland heeft een oppervlakte van ongeveer 41.526 km², waarvan 18% uit water bestaat. Nederland is dichtbevolkt, kent veel vierkante meters woonoppervlak per inwoner en het totale dakoppervlak is dan ook hoog.
Volgens het CBS zijn er in Nederland meer dan zeven miljoen woningen[1]. In totaal is meer dan 1000 vierkante kilometer bebouwd. [2] Alleen aan plat dak al vermoedelijk meer dan 400 vierkante kilometer.

Hoeveel zonnestraling komt er in Nederland binnen?

Als alle daken volledig worden bedekt door zonnepanelen met een efficiëntie van 18%, wordt er meer elektriciteit geproduceerd dan door alle Nederlandse elektriciteitscentrales samen.
Als alle daken volledig worden bedekt door zonnepanelen met een efficiëntie van 18%, wordt er meer elektriciteit geproduceerd dan door alle Nederlandse elektriciteitscentrales samen.

De hoeveelheid zonneenergie per vierkante meter in Nederland varieert afhankelijk van het jaargetijde en de tijd van de dag. Over het algemeen wordt per geinstalleerde watt piekvermogen, rond de 0,8 kilowattuur per jaar geproduceerd. Het aantal watt-piek per vierkante meter is afhankelijk van de efficientie van de zonnecellen. We gaan hier uit van een hoge kwaliteit commerciële zonnecellen met een rendement van 18%. Dergelijke zonnecellen leveren 180 watt-piek per vierkante meter[3].

Totaal potentieel voor zonne-energie in Nederland
Als de volledige dakoppervlakte van 1 miljard vierkante meter met zonnepanelen met 18% efficiëntie wordt bedekt, levert dit per jaar 144 miljard kilowattuur op.

Totale productie voldoende?
Het totale elektriciteitsverbruik in Nederland was in 2008 104 TWh (104 miljard kilowattuur)[4]. In principe is het dus mogelijk alle benodigde elektriciteit  in Nederland door middel van zonnepanelen op daken op te wekken. Er zit hier echter een flinke adder (liever gezegd: een boa constrictor) onder het gras. Deze energie wordt namelijk vooral in de lente en zomer geproduceerd. In de winter is er een tekort. Er moet dus een enorme hoeveelheid energie worden opgeslagen.

Aan de andere kant: ook grote hoeveelheden wegen en andere infrastructuur kunnen met zonnepanelen worden bedekt. Windenergie kan in de winter extra vermogen leveren. Overschotten kunnen in bijvoorbeeld waterstof of een andere energiedrager worden omgezet. 

In ongeveer twee jaar is zonne-energie goedkoper dan fossiel. Zonder subsidie. Daarna zal het snel gaan. Energie zal vanaf die tijd echt een non-issue zijn.  Doemdenkers moeten dan wat anders verzinnen.

Bronnen
1. Zeven miljoen woningen in Nederland, CBS (2007)
2. Statline, CBS
3. Solar Glossary
4. Wikipedia:Elekticiteitsmarkt in Nederland

Energie wordt nooit meer goedkoper dan het nu is

Energie is de afgelopen 10 jaar snel duurder geworden. En het zal alleen nog maar duurder worden. Energie wordt nooit meer zo goedkoop als het nu is…..

Aan het begin van het aardolie-tijdperk kostte het weinig moeite om de olie naar boven te halen. Om 1 miljoen vaten olie te winnen, werden slechts 40.000 vaten verbruikt. Bij een olieprijs van $20 per vat komt dat neer op $800.000.
Tegenwoordig moet je 100.000 vaten olie ter waarde van 10 miljoen dollar verbruiken om 1 miljoen vaten naar boven te halen.

Voor steenkool geldt eenzelfde rekensommetje. Het kostte weinig energie om de makkelijk winbare steenkool in Zuid-Limburg naar boven te halen. Bij een lage olieprijs is het transport van steenkool goedkoop.
Tegenwoordig komt de steenkool van buiten Europa. Er is meer transportbrandstof nodig en de transportbrandstof is veel duurder. De steenkool is zelf ook veel duurder geworden: $120 per ton.

Eindelijk is fossiele energie zo duur geworden, dat wind- en zonne-energie ermee kunnen concurreren. Helaas wordt de produktie van windmolens en zonnepanelen ook steeds duurder door gestegen grondstofprijzen en omdat energie duurder is geworden. Ook duurzame energie zal nog duurder worden.

Energie is nog altijd erg goedkoop, maar het zal nooit meer goedkoper worden.
Een vliegvakantie zal steeds duurder worden.
Een volle tank benzine zal een steeds groter deel van je salaris kosten.
De elektriciteitsrekening zal steeds hoger worden.

Commodity Fuel (energy) Index - Monthly Price - Commodity Prices - Price Charts, Data, and News - IndexMundi

Is het erg dat energie steeds duurder wordt?
Nee, de mensheid heeft in het verleden laten zien dat ze ook zonder fossiele brandstof kan. En als we onze ambities wat bijstellen en ons gedrag wat aanpassen, gaan we met zijn allen een mooie toekomst tegemoet.

In Amerikaanse woestijnstaten is het break even punt nu al in de buurt. Zonne-energie is daar al goedkoper dan fossiel.

Energietekort: feit of fictie?

Het wordt steeds moeilijker om olie te winnen. De ene na de andere olieproducent verandert in olie-importeur. Tegelijkertijd wordt alternatieve energie steeds overvloediger beschikbaar. Wat zal de race winnen? De gegevens wijzen overduidelijk op één uitkomst…

Peak oil is een feit. Het dreigende energietekort echter een fictie.
Peak oil is een feit. Het dreigende energietekort echter een fictie.

Steeds grotere energietekorten?
Op Visionair.nl zijn we nogal optimistisch ingesteld. We geloven dat de mens weliswaar niet erg wijs is, maar wel uitgerust is met de grootste hulpbron denkbaar: een brein van anderhalve kilogram, de meest complexe structuur op aarde. En al is het over het algemeen bedroevend gesteld met de mate waarin we hiervan gebruikmaken, toch hebben we met vallen en opstaan al heel wat bereikt.
Door verschillende websites, zoals door onze gewaardeerde collega’s van Cassandra Club, wordt gesteld dat onze beschaving snel in zal storten door het opraken van fossiele brandstoffen en dat daar al de eerste tekenen van waar te nemen zijn. Zo zijn er volgens Cassandra Club steeds meer brandstoftekorten in de wereld en heerst er in China energieschaarste.

De door Cassandra Club genoemde feiten zijn onloochenbaar waar en ook goed onderbouwd. De interpretatie die ze er aan geven is echter discutabel. Er zijn namelijk ook de nodige tegenkrachten aan het werk, die nu al in hoog tempo energietekorten iets uit de middeleeuwen zullen maken. Inderdaad kan de olieproductie de aanzwellende vraag niet bijbenen en verwachten we de komende maanden sterke olieprijsstijgingen. Ook de steenkoolproductie kampt met vergelijkbare problemen. Deze zullen echter enkele hoopvolle ontwikkelingen sterk gaan versnellen. Hiervan zullen we er drie belichten.

In Amerikaanse woestijnstaten is het break even punt nu al in de buurt. Zonne-energie is daar al goedkoper dan fossiel.
In Amerikaanse woestijnstaten is het break even punt nu al in de buurt. Zonne-energie is daar al goedkoper dan fossiel. – Wikimedia Commons

Explosieve groei zonne-energie maakt de zon goedkoper dan fossiel
De prijs van zonnepanelen is nu sterk afgenomen en daalt nog steeds sterk. In subtropische landen met veel zonneschijn en hoge elektriciteitsprijzen, zoals Japan, Spanje, de Amerikaanse deelstaten Hawaii en Californië is zonne-energie nu in 2011 al goedkoper dan fossiel opgewekte energie. Naarmate fabrieken sneller afgeschreven worden nadert het break-even punt sneller. In 2013 moet dit punt ook in landen als China en Nederland bereikt worden. Zelfs in het meest pessimistische scenario zal het in hooguit vijf of zes jaar zover zijn. De reden is eenvoudig. China, de grootste producent van zonnepanelen, heeft hier zelf dringend behoefte aan. Er zijn domweg onvoldoende fossiele brandstoffen om heel China een hoog welvaartspeil te verschaffen. China kan niet zoals de Verenigde Staten oliebronnen veroveren. Er is maar één effectieve uitweg. Juist de tekorten waar Cassandraclub over schrijft dwingen het land massaal te investeren in alternatieve energiebronnen (vooral zonnepanelen) waardoor de enorme productie en concurrentie de prijzen enorm zal doen dalen. Dit geldt ook voor Japan.

Apparatuur wordt steeds zuiniger
Naarmate energie duurder wordt, worden fabrikanten steeds meer gedwongen energiezuiniger apparaten te ontwikkelen. Er is nog een enorme winst te boeken – bij computers bijvoorbeeld in theorie nog een factor 100.000 tot een miljoen.

Apparatuur heeft steeds minder grondstoffen nodig
Er zijn steeds minder atomen nodig om een apparaat een bepaalde functie te geven. Bij computers is de vooruitgang uiteraard het spectaculairst (eeen moderne pc of iPad is sneller dan de allerbeste supercomputer van vijftien jaar geleden) maar ook voor steeds meer producten geldt dat er minder grondstoffen (en ook energie) nodig zijn om ze te maken. Recycling wordt steeds efficiënter – en terecht. Het metaalgehalte in huishoudelijk afval is hoger dan dat in veel ertsen. Onze afvalhopen kunnen wel eens de mijnen van de toekomst worden. De overvloedige zonne-energie zal ons in staat stellen alle atomen die we nodig hebben te winnen en te hergebruiken.

Bronnen
1. Cost of solar energy will match fossil fuels by 2013, claims Solarcentury, The Guardian

De Solar Impulse blijft met behulp van zonne-energie in de lucht.

Zonnevliegtuigen: de toekomst van luchtvervoer?

In een opmerkelijke doorbraak slaagde een piloot van een zonnevliegtuig er in om van Zwitserland naar België te vliegen, puur op zonne-energie. Wat zijn de mogelijkheden om dit nog verder op te schalen tot passagiersvliegtuig?

Solar Impulse
Het Zwitserse zonnevliegtuig Solar Impulse slaagde er in, alleen op zonne-energie, een vlucht van 480 km te maken, zo’n 50 km per uur. Het vliegtuig met een vleugeloppervlakte van 200 vierkante meter vloog boven een hoogte van 9000 meter en heeft met 64 meter de vleugelspanbreedte van een Airbus A340, een groot verkeersvliegtuig. Al eerder brak de Solar Impulse een record door maar liefst 26 uur in de lucht te blijven. Het vliegtuig weegt ongeveer 1,6 ton, een minuscule fractie van de Airbus A340 die leeg ongeveer 170 ton weegt (meer dan honderd keer zo veel)

De Solar Impulse blijft met behulp van zonne-energie in de lucht.
De Solar Impulse blijft met behulp van zonne-energie in de lucht.

Hoe zou het vermogen van een zonnevliegtuig opgevoerd kunnen worden?
Om een zonnevliegtuig lonend te maken, zal het mogelijk moeten worden om tientallen passagiers plus bagage mee te voeren. Aan de aerodynamica van het toestel is met de huidige kennis niet meer veel te verbeteren.

De meest voor de hand liggende oplossing is het vleugeloppervlak nog veel groter te maken (voor tientallen passagiers moet je denken aan meer dan een vertienvoudiging, een half voetbalveld)  en het rendement van de zeer dunne zonnecellen meer dan te verdubbelen. De vleugels, wanneer uitgevoerd van dunne lagen grafeen,  kunnen wellicht ook worden gebruikt om elektrische energie in op te slaan. Het vliegtuig zal uitgevoerd moeten worden van koolstofvezels in plaats van zoals passagiersvliegtuigen nu, gebruikmaken van titanium en aluminium om gewicht te besparen. Recente doorbraken op het gebied van grafeen bewijzen dat dat later mogelijk zal zijn.

Andere ideeën
Het vliegtuig voor passagiers zal meer lijken op een vliegende vleugel dan op een vliegtuig zoals wij dat kennen. Verwacht ook geen zeer hoge snelheden. Vermoedelijk zal de snelheid rond de vijftig tot zeventig kilometer per uur liggen. Dit maakt zonnevliegtuigen alleen interessant voor transatlantisch vervoer of vervoer over zee. Over land zullen elektrische voertuigen het winnen. Mogelijk kunnen zonnevliegtuigen worden gelanceerd door een elektrische katapult in de vorm van een honderden meters hoge kabelbaan, waarbij de vleugels in het eerste stadium zijn ingeklapt. Dit zou het mogelijk maken heel veel energie in de vorm van hoogte en voorwaartse snelheid aan het vliegtuig mee te geven. Het enorme zweefeffect door de grote vleugels kan zo een aanzienlijk deel van de energie leveren.

Een andere optie is het vliegtuig dicht over het wateroppervlak te laten scheren. Het zogeheten grondeffect levert dan extra liftkracht, waardoor er veel minder energie nodig is om te blijven zweven. Nadeel is dan natuurlijk wel dat het vliegtuig niet boven de wolken zweeft (dus veel minder zonne-energie kan opnemen). Lukt het om veel betere elektrische batterijen te bouwen dan nu bestaan, dan kan het vliegtuig behoorlijk veel elektrisch vermogen meekrijgen en wegen de batterijen ook veel minder dan nu.

In de mini-pilaren wordt water in twee stappen omgezet in waterstofgas.

Doorbraak: waterstof uit zonlicht

Waterstof rechtstreeks produceren uit zonlicht kon tot nu toe alleen met het schaarse platina. Onderzoekers kunnen nu met een nieuw materiaal, bestaande uit het veel voorkomende molybdeen en zwavel, even hoge rendementen boeken. Komt de waterstofeconomie er nu dan toch aan?

Waterstof als oplossing energieopslagprobleem
Zonnepanelen zijn op dit moment de effectiefste manier om energie uit zonlicht op te wekken. Commerciële cellen halen tien tot twintig procent, het allerbeste laboratoriummodel zit tegen de veertig procent. Elektriciteit kent echter een vervelend probleem. Het is zeer lastig op te slaan. Dat is met waterstofgas makkelijker, zeker in grotere hoeveelheden. Daarom geloven veel onderzoekers in een waterstofeconomie, waarin energie over de wereld wordt getransporteerd in de vorm van waterstof.

Waterstof produceren uit zonlicht
Essentieel hierbij is het splitsen van water in waterstof en zuurstof. Dat kan door elektrische stroom door water te laten lopen. Hierbij wordt water gesplitst in waterstof en zuurstof. Een tweede methode is het verhitten van steenkool met waterdamp, waarbij kooldioxide en waterstofgas ontstaat. Uiteraard is de mooiste oplossing om water rechtstreeks te splitsen in waterstof en zuurstof met behulp van zonlicht. Tot nu toe was daar maar één effectieve methode voor waarbij het zeldzame edelmetaal platina als katalysator wordt gebruikt. Hierbij wordt meer dan 10% van alle zonlicht gebruikt om waterstof mee te produceren: het rendement van een goedkope zonnecel.

In de mini-pilaren wordt water in twee stappen omgezet in waterstofgas.
Aan het oppervlak van de mini-pilaren wordt water in twee stappen omgezet in waterstofgas.

Molybdeensulfide als zonnecel
Nu is een nieuwe methode ontwikkeld, waarbij molybdeensulfide wordt gebruikt. Chemische zonnecellen bestaan uit kleine staafjes, waarvan het bovenste deel blauw licht absorbeert en met behulp hiervan water splitst in H+-deeltjes (protonen) en zuurstof. In het onderste deel worden onder invloed van rood licht elektronen aan de H+-deeltjes toegevoegd en geoxideerd tot waterstofgas. Voor die tweede reactie werd tot nu toe platina gebruikt. De onderzoekers hebben nu ontdekt dat molybdeensulfide (Mo3S4) dit laatste proces even efficiënt uitvoert. Hierbij absorbeert een silicium P-halfgeleider (waaruit de staafjes bestaan) het rode licht en draagt de energie (en elektronen) over aan molybdeensulfide, dat de protonen met de elektronen samenvoegt en zo waterstofgas produceert.

De onderzoekers keken de kunst af van bacteriën. Ze stelden vast hoe bacteriën protonen in waterstofgas omzetten en wat deze reactie zo efficiënt maakte. Ze ontdekten toen dat dit effect met molybdeensulfide uitstekend te repliceren is.

Helaas is er nog steeds geen materiaal dat de eerste stap, het omzetten van water in protonen en zuurstof, efficiënt kan verrichten. De onderzoekers willen ook dit probleem op soortgelijke wijze aanpakken en op deze manier een even effectief materiaal ontdekken. Ook dit belooft een taaie klus te worden.

Doorbraak waterstofeconomie?
Lukt het deze onderzoekers (of hun collega’s) ook de laatste missende schakel te vinden en zo een effectief en goedkoop proces te ontwikkelen om waterstof te produceren, dan worden grote drijvende zonnefarms denkbaar, die in de wintermaanden de Noord-Europese landen van waterstofgas kunnen voorzien om zo de productie uit andere alternatieve bronnen aan te vullen. Dit zou effectief de energieafhankelijkheid van Europa terugbrengen tot nul.

Bronnen
Yidong Hou et al., Bioinspired molecular co-catalysts bonded to a silicon photocathode for solar hydrogen evolution, Nature Materials (2011)
Hydrogen fuel tech gets boost from low-cost, efficient catalyst, CINF Denemarken

De kwantum dots op deze afbeelding zijn elk enkele atomen breed.

Kwantumdot-zonnecellen: goedkoper en efficiënter

Kwantumdots beloven zonnecellen efficiënter te maken dan de huidige generatie. Ook zijn ze zuiniger met kostbare grondstoffen, want een laagje van maar enkele tientallen atomen dik is al voldoende. Het is nu voor het eerst gelukt om kwantumdots te dopen om ze zo geschikt te maken voor zonnepanelen.

Voor de productie van zonnecellen zijn nu nog dure, zeldzame grondstoffen nodig. China richt al steeds meer barrières op voor de export van strategische mineralen zoals de zogeheten zeldzame aardmetalen.

De kwantum dots op deze afbeelding zijn elk enkele atomen breed.
De kwantum dots op deze afbeelding zijn elk enkele atomen breed.

Kwantumdots efficiënter dan klassieke zonnecellen
Silicium transistors en ook silicium zonnecellen werken omdat ze uit laagjes elektronrijke (n) en p-materialen (met gaten) bestaan. Hierdoor kan de stroom van elektronen door de halfgeleider met spanning worden geregeld: essentieel voor zowel transistoren als zonnecellen.

Het is in theorie mogelijk om dat wat nu door een dikke laag halfgeleider gebeurt, ook door quantum dots, groepjes van rond de duizend atomen met een doorsnede van enkele nanometers, uit te laten voeren. Het theoretisch rendement hiervan is zelfs groter dan dat van klassieke zonnecellen, omdat de golflengtes waarvoor quantum dots gevoelig zijn precies overeen kunnen stemmen met die van zonlicht, door de quantum dots de gewenste eigenschapen en grootte te geven (1).

Dit zou vanzelfsprekend enorm veel grondstoffen schelen. Ook kunnen quantum dots goedkoop worden geproduceerd. Helaas bleek het onmogelijk om quantum dots te “dopen” met atomen die net als n- en p-materialen extra elektronen of juist een elektronengat opleveren. Fosfor- en booratomen, die gewoonlijk worden gebruikt, werken niet in een quantum dot. Materialen op nanoschaal krijgen heel andere eigenschappen, waardoor de andere atomen ze als het ware uit de quantum dot wippen.

Goedkoop te fabriceren
Althans: tot voor kort. De Israëlische onderzoekers Eran Rabani van de universiteit van Tel Aviv en zijn collega prof. Uri Banin van de universiteit van Jeruzalem zijn er in geslaagd afzonderlijke gedoopte quantumdots te produceren. Hierbij gaan ze uit van een oplossing met zilver- of koperionen en voegen deze oplossing geleidelijk toe aan een suspensie (fijne deeltjes zwevend in vloeistof) van kristalletjes indiumarsenide. Dit leidde tot met zilveratomen gedoopte p-dots of met koperatomen gedoopte n-dots.

De nanodeeltjes zijn opgelost in een vloeistof, dus zouden op eenvoudige wijze door een printkop of via een drukpers op plooibare plastic sheets kunnen worden aangebracht.

Indium en zilver zijn weliswaar met enkele honderden euro’s per kilo niet goedkoop, maar per vierkante meter zonnepaneel is van elk minder dan een gram nodig omdat quantumdots zo extreem klein zijn. Indien hier een werkend zonnepaneel van is te fabriceren, dan betekent dat, dat voor enkele tientjes een geheel dak is te bedekken met volwaardige zonnepanelen.

Bron
1. MIT Technology Review: nanodots efficienter dan klassieke zonnecel
2. MIT Technology Review: quantum dots as solar cells

Vooral bij meerlagige zonnecellen schieten de rendementen de laatste jaren omhoog.

Drie keer zo veel energie uit een zonnecel

Met een nieuw halfgeleidermateriaal denken onderzoekers de efficiency van een zonnecel uiteindelijk tot boven de vijftig procent te krijgen. Dit zou een radicaal einde maken aan de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen in Nederland en de rest van Europa in lente, zomer en herfst.

Zonnecellen te kieskeurig
Wat wij waarnemen als wit licht bestaat uit een mengsel van fotonen die overeen komen met de kleuren in de regenboog. ‘Rode’ fotonen (700 nm) bevatten het minste energie, ‘blauwe’ fotonen, rond de 400 nm, het meeste. Zonnecellen zijn net als planten nogal kieskeurig. Ze kunnen maar een beperkt deel van alle zonlicht verwerken. De reden is dat licht in energiepakketjes, de fotonen, is verdeeld. Bevat een foton meer energie dan een elektron nodig heeft om de energiesprong te maken die een zonnecel aftapt, dan wordt de rest gedumpt als warmte. Is de energie te laag, dan krijgen elektronen onvoldoende energie te laag om de sprong te maken. Het gevolg hiervan is dat de efficiency van zonnecellen nooit de theoretische waarde van 32% kan overschrijden. Wat dat betreft doen onze allerbeste (en heel erg dure) zonnecellen, die iets onder de dertig procent halen, het niet eens zo slecht. De allerbeste commerciële cellen halen nu overigens rond de twintig procent.

Vooral bij meerlagige zonnecellen schieten de rendementen de laatste jaren omhoog.
Vooral bij meerlagige zonnecellen -klik voor details- schieten de rendementen de laatste jaren omhoog.

Gelukkig is er een uitweg. Door meerdere lagen in de zonnecel in te bouwen is het mogelijk het rendement flink omhoog te tillen. Fotonen die niet door de eerste laag worden geabsorbeerd, worden door de tweede en derde laag geoogst. Er zijn begin 2011 experimentele zonnecellen ontwikkeld die tot 42,4% rendement halen. Helaas zijn de materialen die daarin worden gebruikt, waaronder het zeldzame metaal indium, zeldzamer dan bijvoorbeeld goud. Ook is het fabriceren erg lastig en kost dus extreem veel energie. Wel werkt nu een enorm aantal zeer begaafde onderzoekers over de hele wereld op dit terrein en schieten de rendementen de laatste jaren enorm omhoog.  Het wordt nu een race tegen de klok om op tijd voldoende zeer efficiënte zonnepanelen te kunnen ontwikkelen om peak oil af te wenden.

Galliumarsenide oogst zwakke fotonen
Met een nieuwe onderzoeksdoorbraak komt hieraan een einde. Het nieuwe materiaal is gebaseerd op een dun laagje galliumarsenide. Het dodelijk giftige arseen komt redelijk veel voor – vraag de plattelandsbewoners in Bangladesh maar waar arsenicumvergiftiging door het grondwater veel voorkomt. Gallium, een zacht metaal dat smelt in je hand,  is met ongeveer één deel op een miljoen zeldzamer maar komt in zeer kleine hoeveelheden in sintels van kolencentrales voor en kost ongeveer een euro per gram. Aan materiaalkosten zal het materiaal dus hooguit enkele tientallen euro’s per vierkante meter kosten.
In het materiaal worden sommige arsenicumatomen vervangen door stikstofatomen. Daardoor ontstaan gebiedjes waarin elektronen in staat zijn ook rode en infrarode fotonen te vangen. Door meerdere fotonen te absorberen krijgen ze voldoende energie om toch de sprong te kunnen maken. Hierdoor schiet het rendement omhoog.

In de praktijk nog niet gerealiseerd
Helaas is het rendement nog steeds laag. De reden is dat de elektronen te snel terugvallen in de grondstaat, waardoor ze niet op tijd een tweede foton kunnen absorberen om te kunnen ontsnappen. Dit probleem oplossen is erg lastig. Het gevolg is dat elektronen hun energie dumpen als afvalwarmte. Voorkom je dat elektronen terugvallen in de grondstaat (bijvoorbeeld door die te blokkeren), dan is dit probleem opgelost. Helaas is dat extreem lastig, maar theoretisch is het mogelijk.De onderzoekers proberen dit probleem nu op te lossen door het materiaal ook met fosfor te ‘dopen’.

De gevolgen
Stel dat betaalbare zonnecellen zouden worden ontwikkeld met een rendement van vijftig procent of meer, dan zouden Nederlandse huishoudens voor het grootste deel van het jaar volledig in hun eigen energiebehoefte kunnen voorzien. Zuid-Europeanen zouden zelfs het hele jaar voldoende energie hebben. Ook elektrisch vervoer zou realiteit worden, als de belangrijke bottleneck van elektrische energieopslag wordt overwonnen. Als er in Nederland overvloedig spotgoedkope energie beschikbaar komt, zal er een nieuw tijdperk van ongekende welvaart aanbreken. Deze keer permanent, zolang we de bevolking min of meer stabiel houden.

Bron
Technology Review

De drijvende zonnecentrale: goede oplossing voor het tekort aan energie?

India ontwikkelt drijvende zonne-energiecentrale

Drijvende zonnepanelen hebben een aantal interessante voordelen. Zo is er altijd koeling bij de hand, is de centrale makkelijk te verplaatsen en levert het water draagvermogen waar anders dure constructies voor nodig zijn.

De drijvende zonnecentrale: goede oplossing voor het tekort aan energie?
De drijvende zonnecentrale: goede oplossing voor het tekort aan energie?

Tata Power, de energietak van het alomtegenwoordige Indiase familiebedrijf, heeft een overeenkomst gesloten met de Australische zonne-energieontwikkelaar SunEngy voor de levering van een proefinstallatie voor een Liquid Solar Array (LSA) op een nog niet openbaar gemaakte plaats in India. Er wordt onder meer gedacht aan het plaatsen van deze drijvende zonnepanelen achter een stuwdam. Het voordeel is dat op deze manier anders niet benut land kan worden gebruikt. De zonnepanelen kunnen meedraaien met de zon en bij slechte weersomstandigheden onderwater duiken, waardoor de zonnepanelen worden beschermd.

Ook op zee zou een dergelijke zonnecentrale enorme hoeveelheden zonne-energie kunnen leveren. Wellicht kunnen met behulp van grote drijvende zonnecentrales tankers met waterstofgas worden gevuld, dat af wordt geleverd in Europa om daar elektriciteit mee op te wekken. Ideaal om pieken in de stroombehoefte of tekorten op te vangen. In de winter is er in Europa veel minder zonlicht dan in de zomer. De zonnepanelen zouden dan in de Middellandse Zee of Atlantische Oceaan kunnen drijven.

Hieronder de centrale in actie.
Bron: Physorg

Uitvinder Jonathan Liow met de SolarBall

Drie liter drinkwater per dag op zonne-energie

Met een simpele, maar baanbrekende uitvinding is uitvinder Jonathan Liow er in geslaagd om een zeer netelig probleem in onder andere dorpen zonder schoon drinkwater en vluchtelingenkampen op te lossen.

Er vallen ieder jaar vijf miljoen doden door vervuild drinkwater.

Uitvinder Jonathan Liow met de SolarBall
Uitvinder Jonathan Liow met de SolarBall

Dit krijgt weinig aandacht in de media omdat uitgedroogde kindertjes een stuk minder mediageniek zijn dan kruisraketten en brallende dictators, maar dit is verreweg de grootste humanitaire ramp in de wereld.

De uitvinding van Jonathan Liow, de SolarBall, is zowel simpel als baanbrekend. Een grote transparante bol verzamelt zonne-energie waardoor het water verdampt. Het gedestilleerde water drupt naar beneden en kan worden afgetapt en gedronken. Drie liter water is wat een volwassen mens per dag nodig heeft in een woestijnklimaat.

De bol is vervaardigd van het zeer sterke polycarbonaat. Door de eenvoudige constructie is de bol robuust en kan eenvoudig worden vervaardigd.

Als de negenhonderd miljoen mensen die op dit moment een gebrek aan schoon drinkwater hebben, alle een SolarBall zouden bezitten – iets wat niet meer dan enkele tientjes per persoon zou kosten – zou dit miljoenen levens per jaar redden.

Misschien iets om over na te denken als weer eens de zoveelste politicus op televisie verrukt kraait over het redden van mensenlevens, door peperdure straaljagers explosieve eitjes te laten leggen…

Bron/meer informatie
ABC Australia