Zonne-energie | de transformatie van warmte, de energie die afkomstig is van de zon

Zonne-energie wordt tegenwoordig op verschillende manieren gebruikt:

• Als warmte voor het maken van warm water, het verwarmen van gebouwen en koken
• Elektriciteit opwekken met zonnecellen of warmtemotoren
• Om het zout uit het zeewater te halen.
• Zonnestralen gebruiken om kleding en handdoeken te drogen.
• Het wordt door planten gebruikt voor het proces van fotosynthese.
• Te gebruiken bij het koken (Solar cookers).

Nadat de meeste energie van de zon door de atmosfeer van de aarde is gegaan, is deze in de vorm van zichtbaar licht en infrarode lichtstraling. Planten zetten de energie van het zonlicht om in chemische energie (suikers en zetmeel) via het proces van fotosynthese. De mens gebruikt deze voorraad energie regelmatig op verschillende manieren, zoals bij de verbranding van hout en fossiele brandstoffen, of bij het eten van planten, vissen en dieren.

De zonnestraling bereikt de bovenste atmosfeer van de aarde met een vermogen van 1366 watt per vierkante meter (W/m² ). Aangezien de aarde rond is, is het oppervlak dichter bij de polen van de zon afgekeerd en ontvangt het veel minder zonne-energie dan het oppervlak dichter bij de evenaar.

Momenteel zetten zonnepanelen in het beste geval ongeveer 15% van het zonlicht dat erop valt om in elektriciteit. De donkere schijven in het derde diagram rechts zijn denkbeeldige voorbeelden van de hoeveelheid land die, indien bedekt met 8% efficiënte zonnepanelen, iets meer energie in de vorm van elektriciteit zou produceren dan de wereld in 2003 nodig had.

Er zijn veel technologieën ontwikkeld om gebruik te maken van zonnestraling. Sommige van deze technologieën maken rechtstreeks gebruik van de zonne-energie (bv. voor licht, warmte, enz.), andere produceren elektriciteit.

Zonne-energiecentrales

Zonne-energiecentrales zetten zonlicht om in elektriciteit, hetzij direct met behulp van fotovoltaïsche panelen (PV), hetzij indirect met behulp van geconcentreerde zonne-energie (CSP). Geconcentreerde zonne-energiesystemen maken gebruik van lenzen of spiegels en volgsystemen om een groot deel van het zonlicht in een kleine bundel te concentreren. Fotovoltaïsche systemen zetten licht om in elektrische stroom door middel van het foto-elektrisch effect.

Fotovoltaïsch

Geconcentreerde thermische zonne-energie

Kooktoestel op zonne-energie

Zonnekoken gebruikt de zon als energiebron in plaats van standaard kookbrandstoffen zoals houtskool, kolen of gas. Zonnekokers zijn een goedkoop en milieuvriendelijk alternatief voor traditionele ovens. Ze worden steeds meer gebruikt in gebieden in ontwikkelingslanden waar ontbossing een probleem is, de financiële middelen om brandstof te kopen beperkt zijn en waar open vuur een ernstig risico zou vormen voor mens en milieu. Zonnekokers zijn bedekt met een glazen plaat. Zij bereiken een hogere temperatuur door het gebruik van spiegels om de zonnestralen te concentreren.

Zonneverwarming

De zon kan worden gebruikt om water te verwarmen in plaats van elektriciteit of gas. Er zijn twee basistypen actieve zonneverwarmingssystemen, afhankelijk van het type vloeistof - vloeistof of lucht - dat in de zonnecollectoren wordt verwarmd. (De collector is het apparaat waarin een vloeistof door de zon wordt verwarmd).

Systemen op basis van vloeistof verwarmen water of een antivriesoplossing in een "hydronische" collector, terwijl systemen op basis van lucht lucht lucht verwarmen in een "luchtcollector". Zowel lucht- als vloeistofsystemen kunnen geforceerde luchtsystemen aanvullen.

Zonnecellen

Zonnecellen kunnen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken uit zonlicht. Het is een apparaat dat lichtenergie omzet in elektrische energie. Soms wordt de term zonnecel gereserveerd voor apparaten die specifiek bedoeld zijn om energie uit zonlicht op te vangen, terwijl de term fotovoltaïsche cel wordt gebruikt wanneer de lichtbron niet gespecificeerd is.

Zonnecellen hebben vele toepassingen. Ze worden al lang gebruikt in situaties waarin elektrische stroom van het elektriciteitsnet niet beschikbaar is, zoals in elektriciteitssystemen voor afgelegen gebieden, satellieten en ruimtesondes in een baan om de aarde, consumentensystemen, zoals handrekenmachines of polshorloges, radiotelefoons op afstand en waterpomptoepassingen. Een groot aantal zonnecellen wordt gecombineerd in een opstelling die zonnecelpaneel wordt genoemd en die voldoende elektriciteit kan leveren voor praktisch gebruik. De door zonnepanelen geproduceerde elektriciteit kan worden opgeslagen in oplaadbare zonnebatterijen, die vervolgens worden aangesproken wanneer dat nodig is.

• Lijst van onderwerpen op het gebied van hernieuwbare energie