Alle energie die we op aarde gebruiken, komt uiteindelijk van de zon. Aan het oppervlak van de zon is het zo'n vijfduizend graden, in de kern loopt de temperatuur op tot miljoenen graden. In deze helse omgeving schieten atoomkernen kriskras door elkaar en botsen onophoudelijk. Heel soms blijven ze aan elkaar plakken en ontstaat er kernfusie. Het resultaat hiervan is zonnestraling. Deze straling kunnen we omzetten in energie.
Het leven op aarde bestaat dankzij deze zonnestraling. Enkele honderden miljoenen jaren geleden dwarrelden plankton, dode zeedieren en planten naar de bodem van ondiepe kustwateren, waar ze verrotten in het zuurstofarme water. Zand en klei bedekten de dikke laag halfvergane resten en drukten ze in de loop van miljoenen jaren samen. Onder invloed van hoge druk en temperatuur ontstonden uit dit organische materiaal op den duur steenkool, olie en aardgas. Het is eigenlijk zon van vroeger In een poging miljoenen jaren van productietijd over te slaan, doen tegenwoordig ook biobrandstoffen opgeld, gewonnen uit speciale landbouwgewassen. Er zijn alternatieven: energie opgewekt uit wind of water, kernenergie... En natuurlijk: zonne-energie.
Raakt de zon dan nooit op?
In de kern van de zon loopt de temperatuur op tot miljoenen graden. Onder die omstandigheden vliegen atoomkernen kriskras door elkaar, en soms botsen ze tegen elkaar. Daarbij kunnen waterstofkernen worden omgezet in heliumkernen. Die heliumkernen zijn zo’n 0,7% lichter dan de waterstofkernen waaruit ze zijn ontstaan. Zo zet de zon iedere seconde 600 miljard kilo waterstof om in 596 kilo helium. De ontbrekende 4 miljard kilo wordt omgezet in energie. De zon raakt zo dus uiteindelijk wel op, maar dat duurt nog wel even. De zon is nu zo’n 5 miljard jaar oud, en gaat nog wel even lang mee.
Zonnepanelen. Foto: Martin Abegglen / CC
Zonnecellen
In een zonnecel wordt zonlicht omgezet in een elektrische stroom. In zonlicht zitten pakketjes energie. Die pakketjes noemen we fotonen. In de zonnecel zitten piepkleine bouwsteentjes met een negatieve lading. Die bouwsteentjes noemen we elektronen. Wanneer de zon op de zonnecel schijnt, geven de fotonen hun energie aan de elektronen. De elektronen komen daardoor in beweging. De elektronen, die eerst tussen de twee plaatjes zaten, stromen nu naar het linker plaatje (-). De elektronen komen in een metalen draad en ‘stromen' door de draad van – naar +. Als meerdere elektronen in dezelfde richting bewegen, ontstaat er een elektrische stroom. Met deze elektrische stroom kun je een lamp laten branden of een ander elektrisch apparaat laten werken.
Bekijk alle objecten met zonnecellen in de collectie van Museon-Omniversum.
Waarvan zijn zonnecellen gemaakt? Dat ligt eraan. In sommige zonnecellen zitten kostbare materialen zoals zilver en koper. De meeste zonnecellen zijn gemaakt van silicium. Een kristallijne siliciumcel zet ongeveer tien tot twintig procent van de zonne-energie om in elektriciteit. Zonnecellen van kristallijn silicium zijn wel erg duur. Daarom worden er ook zonnecellen gemaakt van goedkoper materiaal: de dunne filmzonnecel. Het nadeel hiervan is dat deze cellen met evenveel zonlicht veel minder stroom opwekken. Dit type zonnecellen wordt gemaakt van bijvoorbeeld het mineraal perovskiet (collectie), dat relatief goedkoop is.
Bekijk mineralen die kunnen worden gebruikt voor zonnecellen in de collectie van Museon-Omniversum.
Het eerste zonne-park van Nederland
Wist je dat het allereerste zonnepark van Nederland op Terschelling stond? Het Museon-Omniversum heeft zonnepanelen uit de proefinstallatie die daar in 1983 werd geopend. De Europese Gemeenschap financieerde vijftien van deze zonneparken door heel Europa om te kijken of de zon er de energiebron van de toekomst kon worden. Dat was toen nog de grote vraag. De projectleiders hadden niet kunnen bedenken dat er inmiddels in Nederland alleen al meer dan honderd zonneparken zouden staan.
Zonnepaneel uit de installatie op Terschelling. Coll. nr. 230333.
Zon voor altijd?
Zonne-energie werd ook wel oneindige gratis energie genoemd. Maar het maken van zonnepanelen kost natuurlijk wel geld, en ze gaan ook niet voor eeuwig mee. Een groot probleem van zonnepanelen is dat ze maar moeilijk te recyclen zijn. Daar lijkt nu verandering in te komen: wetenschappers en techneuten zijn bezig aan een nieuwe generatie zonnepanelen die zich wel goed laten recyclen tot nieuwe zonnepanelen.
Klik door naar...