VU Magazine 1990 - pagina 318

Energiezuinij; wonen in Pluizen: zonnepanelen op het dak, windmolens ernaast. foto .Jan l.ankveid/ }iH

De energie verborgen in de watercirculatie (getijde- en stromingsenergiej is weer ruim honderd maal kleiner. De zonnestraling bergt dus veruit de grootste voorraad energie. Door fotosynthese zetten bomen en planten een fractie van deze energie in biomassa om, wat ons hout en aardolieprodukten oplevert. Zonneenergie wordt ook voor verwarming van huizen en kassen gebruikt en in warmere landen tapt men zijn warme water uit een zonne-boiler. De efficiëntie van deze omzettingen en de toepasbaarheid van de gewone energievormen (biomassa en warmte) zijn echter niet toereikend om blijvend aan onze energiebehoefte te voldoen. Een efficiënte omzetting in een hoogwaardige energievorm zou een gigantisch reserve openleggen. Zie hier het droombeeld dat aan de zonnecel ten grondslag ligt: de omzetting van zonlicht in schone elektriciteit.

H

et onderzoeksbudget voor zonnecellen stijgt, voorlopig vooral in het buitenland. In Duitsland, Japan en Italië zijn de fondsen zelfs veertig tot vijftig maal hoger dan bij ons. Maar ook Nederland kent, voor de beperkte somma van 12 miljoen gulden, sinds 1986 een nationaal onderzoekprogramma dat ervoor moet

zorgen dat Nederland bijblijft. Philips en Shell besloten deze zomer om zich gezamenlijk met de verkoop van zonnecellen te gaan bezighouden. Kennelijk is de tijd rijp voor een grotere particuliere deelname in het onderzoek. De belangstelling van het ministerie van Economische Zaken, de grootste geldschieter van het nationale onderzoekprogramma, betreft zeker ook de mogelijkheden voor de vaderlandse elektriciteitsvoorziening. Al vangt wolkenrijk Nederland rela-

Zonnecellen Als licht op een voorwerp valt. dringen lichtdeeltjes (fotonen) daarin gemakkelijk door. Binnen in het materiaal raken ze meestal wel een elektron en stoten dat van zijn vaste plaats: het foto-voltaïsch effect. Dit elektron kan daardoor vrij bewegen door het materiaal. Maar meestal komt het niet ver: het botst tegen één van de vele onzuiverheden in heter materiaal. Het elektron kan nog slechts terugkeren naar een onbezette plek, waar het opnieuw wordt vastgehouden door de aantrekking van een naburig atoom. De kunst is om te zorgen dal elektronen niet terugvallen naar /(j'n onbev»egelijke prjsitie: /e moeten hard de goede kant op worden getrokken zodra ze zijn vrijgemaakt door een foton. Dat kan door een elektrisch veld aan te leggen: positieve lading in de onderste helft en negatieve in de bovenste helft van het materiaal. Het elektron, dat zelf een negatieve lading heeft, wordt dan vanzelf naar de positieve kant getrokken, waar het afgevoerd wordt via een elektrode.

8

tief weinig zonlicht, toch bieden zonnecellen ook bij ons mogelijkheden. Anders dan bij een zonneboiler, die bij bewolking alleen lauw water geeft, blijft een zonnecel bij het diffuse licht van een zonloze dag gewoon elektriciteit leveren, zij het minder. Minder elektriciteit is er ook in de winter wanneer de hoeveelheid licht tien keer kleiner is dan in hartje zomer. En desondanks: zouden we alle daken met zonne-panelen bekleden, dan zou daarmee, gerekend over zomer en winter en

Een zonnecel moet daartoe uit twee materialen worden vervaardigd. Vaak gebruikt men silicium, waarin hier en daar een ander atoom wordt ingebouwd. E)at zorgt ervoor dat er extra elektronen, of juist te weinig elektronen zijn. Voor dit zogenaamde dopen gebruikt men bijvoorbeeld arseen, gallium of fosfor: daarmee ontstaat negatief materiaal ('n-type') of positief materiaal ('p-type'). Eicze sloffen moeien zo zuiver en regelmatig mogelijk zijn. liefst met een perfecte kristalstrucluur, dan worden elektronen er gemakkelijk doorheen getrokken, fn het nieuwe 'amorf silicium' heeft men die noodzaak echter laten varen. De atomen blijken ongeordend door elkaar te kunnen liggen. De cel moet dan wel dun gemaakt worden, anders strandt het elektron alsnog halverwege. Een nadeel van zonnecellen is dat ze niet alle kleuren licht even optimaal benullen. Als hel licht te rood is. hebben de fotonen weinig energie en lukt hel niet om elektronen van hun plaats te stoten, en te blauwe fotonen hebben energie over. die verloren gaal als warmte. De oplossing is om meerkleurencellcn te maken, die bestaan uit verschillende, op elkaar gestapelde zonnecellen, fn iedere laag wordt één kleur optimaal benut, de andere fotonen worden doorgegeven aan de onderliggende lagen.' .

VU-MAGAZINE—SEPTEMBER 1990

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen