Een
zonnecel produceert elektriciteit uit licht – daarmee bereikt de
technologie precies het omgekeerde van wat een gloeilamp doet.
De correcte benaming voor een zonnecel is eigenlijk fotovoltaïsche cel. De technologie kan immers niet alleen zonlicht omzetten in energie, maar ook kunstlicht. Die eigenschap is handig voor kleine apparaten, maar in de context van energievoorziening op grote schaal is ze geheel zinloos.
Een zonnecel kent geen bewegende
delen, tenzij dan op nanoschaal: de opwekking van elektriciteit is het
gevolg van de wisselwerking tussen fotonen (de basisdeeltjes van licht)
en elektronen (de basisdeeltjes van elektriciteit).
Afbeelding: © Union of concerned scientists
Het principe van een zonnecel is gebaseerd op het feit dat sommige metalen (met name halfgeleiders zoals silicium) elektronen uit hun atomen loslaten als er licht op valt. Een halfgeleider is een materiaal waarin de geleiding van een elektrische stroom gecontroleerd kan worden.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Zwervende atomen
Een zonnecel bestaat in essentie uit twee lagen silicium. Door bepaalde kleine onzuiverheden toe te voegen, ontstaat een subtiel maar belangrijk verschil tussen beide lagen. Aan de bovenste laag wordt fosfor toegevoegd, aan de onderste laag borium. Beide elementen gaan een verbinding aan met silicium.
Fosfor telt in zijn buitenste schil vijf elektronen, borium drie. Silicium heeft er vier. Dat betekent dat sommige atomen in de bovenste laag silicium een elektron te veel hebben, terwijl sommige atomen in de onderste laag er eentje te weinig hebben. Fotonen met een bepaalde hoeveelheid energie kunnen de extra elektronen in de bovenste laag vrijmaken, waardoor die aan het zwerven slaan.
Carrousel
Zo’n losgeslagen elektron wordt uiteindelijk in de onderste laag getrokken en vult daar de open plek op van een atoom dat te weinig elektronen heeft. In de bovenste laag nemen andere elektronen de plaats in van het elektron dat er vandoor ging. Van zodra er ergens een ‘gat’ ontstaat, zal het dichtsbijzijnde elektron dat altijd opvullen, daarbij telkens een ander ‘gat’ achterlatend.
Op die manier komt een carrousel van elektronen (en gaten) op gang tussen beide lagen. Het spanningsverschil tussen de negatief geladen bovenlaag en de positief geladen onderlaag zorgt ervoor dat de bevrijde elektronen in een bepaalde richting vloeien en dat er letterlijk een elektrische stroom ontstaat. Een metalen contact tussen beide lagen vangt die energie op. De technologie van de klassieke silicium zonnecel is al vijftig jaar oud.
© Kris De Decker
--------------------------------------------------------------------------------------------------------Windenergie :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
De Energy Ball: kost meer energie dan hij oplevert
Bouw je eigen windmolen: de Windbelt en andere bouwplannen
De microwindturbines van de toekomst? Lowtech energierevolutie in Afrika
Industriële windmolens: geschiedenis en toekomst
Zwevende windmolens: energie uit de wolken?
Kitesurfing voor Electrabel: vliegers als alternatief voor kernenergie
Windmolenparken op zee: hoe transporteren we de elektriciteit?
Schaalmodellen van industriële windmolens
TimberTower: een hightech windturbine uit hout
Speedboten voor milieubewuste snelheidsfreaks: spektakel op het water
Kitesurfen voor vrachtschepen: vlieger trekt vrachtschip
Vin de vent: wijntransport per driemaster
Oorlog om windenergie? windparken "stelen" wind van elkaar
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Zonne-energie en waterkracht :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Energie in overvloed: de zon levert meer energie dan we kunnen verbruiken
Energie uit de woestijn? Hoe transporteren we de opgewekte elektriciteit?
Hoeveel energie kost de productie van zonnepanelen?
Waar schijnt de zon? Bereken de opbrengst van je zonnepanelen
Zonnepanelen en elektrische auto's: nuttige combinatie of schone schijn?
Auto's op zonne-energie : zonnepanelen op het dak?
Meer energie uit minder materiaal: hoe evolueert zonne-energie?
Windmolens op de zeebodem: onderwaterturbines
Stroom uit de golven: metalen zeeslangen
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Biomassa en biobrandstof :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Olie te duur? Stook de bossen op: pelletkachels
Laat de algen met rust : de tweede generatie biobrandstoffen
Rijden of eten : de eerste generatie biobrandstoffen
Biobrandstof schadelijker dan benzine: niet minder maar meer CO2
Uw stoelgang kan de wereld redden: het potentieel van menselijke mest
Houtgasauto's: rijden op brandhout
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Fossiele brandstoffen, kernenergie, energie algemeen :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Een kerncentrale in je kelder: 40 jaar lang energiezekerheid !
De "Bloom Box": groene energie uit een doosje?
Kerncentrales zonder brandstof: waar komt ons uranium vandaan?
Een roetzwarte toekomst: de revival van steenkool
Zo lossen we de energiecrisis (nooit) op: er is meer nodig dan duurzame energie
Energie in cijfers: alle statistieken over energieproductie en energieverbruik
Watt? Een beknopte gids door de jungle van energie-eenheden
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Spierkracht :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
De knie als energiecentrale: stroom opwekken terwijl je wandelt
Drijf je laptop aan met spierkracht : de mens als energiecentrale
Vrachtwagens met trappers: een nieuwe generatie vrachtfietsen
Snelwegen voor fietsers: in één ruk van A naar B.
Haal de paarden van stal: weg met de tractor
Het Museum voor de oudere technieken: handwerktuigen
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
De paradox van energie-efficiëntie :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Mag het een zuinig lampje minder zijn? Het nut van ecotech
Energieverbruik televisies ontspoort: efficiëntere technologie, meer energieverbruik
LED's en de paradox van energie-efficiëntie: Viva Las Vegas!
Vals licht: een spaarlamp spaart geen energie
Hoeveel energie kost digitale technologie? De productie van microchips
Een groene auto uit 1949: de 2PK
De fabriekshal van de wereld: wij de producten, zij de CO2
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Energieverbruik :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hoeveel energie verbruikt :
- een televisie ?
- het internet ?
- een computer ?
- een supercomputer ?
- het mobiele telefoonnetwerk ?
- een trein en een vliegtuig ?
- een supermarkt ?
- het ontzouten van zeewater ?
- de bouw van een eengezinswoning ?
- een kleine auto?
- een oceaanstomer?
- een LED-lamp?
- een elektrische auto?
- de productie van microchips?
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Afval, grondstoffen en water :
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Water vreet elektriciteit: en elektriciteit vreet water
Flessenwater is goed voor het milieu
De handel in virtueel water: we verbruiken veel meer water dan we denken
Fossiel water raakt op: nog sneller dan fossiele energie
De wegwerpmaatschappij in beeld
De zwendel met afvalstatistieken: hoe zinvol is recyclage?
Plastic in de wereld van morgen, plastic in de wereld van vandaag.
Wanneer zijn de grondstoffen op?
Europeanen vervuilen vooral in het buitenland: import en export van CO2
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Blijf op de hoogte van nieuwe berichten
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
Laatste reacties