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 kleinschalig geweest, maar er is veel onderzoek aan de gang op dit gebied, en er zijn een aantal veelbelovende ontwikkelingen geweest.Zonne -energie benutten
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 verschillende 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 leveren.
Zonnepanelen Deze panelen vertrouwen op het foto -elektrische effect, waarbij bepaalde stoffen een kleine elektrische stroom producerenbij 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, hebben ze normaal gesproken zeer laag lopende en onderhoudskosten en kunnen ze 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 op te vangen op specifieke golflengtebereiken, in plaats van een enkele receptor die een deel van de beschikbare energie mist. Een ander veelbelovend gebied is de kleurstof-gesensibiliseerde zonnecel (DSSC), soms de Gratzel -cel genoemd, naar Michael Gratzel, die het voor het eerst ontwikkelde in de jaren negentig.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, een belangrijk deel vanDe toekomst van zonne -energie ligt in de bouw 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.Omdat deze ook gemakkelijk zijn gemonteerd, kunnen veel oudere gebouwen upgrades ontvangen om op stroom te lopen vanuit de zon.ExpERT's en milieuactivisten hopen dat het gebouw 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 in sommige gebieden voorzien in de 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 benutten van zonne -energie met behulp van PV -cellen 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.Momenteel omvat de een van de grootste power -stations ter wereld meer dan 10 vierkante mijl (16,9 km
2) en creëert voldoende elektriciteit om ongeveer 200.000 huizen te lopen.Sommige experts suggereren dat om macht te leveren aan de hele Verenigde Staten, een oppervlakte van ongeveer 100 mijl (160,9 km) per zijde vereist, waarschijnlijk ergens in het woestijnklimaat van het Amerikaanse zuidwesten.Er zijn 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 gefocust door een parabolische spiegel om een vloeistof te verwarmen die een Stirling -motor aandrijft, die de mechanische energie voor elektriciteitsopwekking biedt. Een ander bewezen systeem is de "Power Tower", waarin een reeks zon-Stracking platte spiegels focussen warmte van de zon 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 prijsschema's mdash;gefinancierd door verschillende regeringen over de hele wereld mdash;Focus op economisch en op grote schaal 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 behoefte aan alternatieve energiebronnen erkennen, enHet antwoord bevordert onderzoek naar zonne -energie en ligt gedeeltelijk in 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.