Vertrouwen op fossiele brandstoffen brengt veel problemen met zich mee, van schade aan de aarde tot vervuiling van de atmosfeer en wateren. Zonne-energie biedt kracht zonder de noodzaak om fossiele brandstoffen te verbranden. In zijn basisvorm heeft het geen distributienet nodig omdat het uit de lucht komt. Het staat onder intensieve ontwikkeling als een bron van elektrische energie, maar soms kunnen de toepassingen veel kleiner en eenvoudiger zijn.

Zonne-energie biedt vele voordelen

Zonne-energie biedt schone stroom. Het geeft niet het risico van een nucleaire lekkage, maar het is in feite een vrijzetting van straling, waarvan slechts een deel zichtbaar licht is. Het kan worden geschaald naar elke grootte of complexiteit, van het verwarmen van een kamer via een raam tot het aandrijven van een elektriciteitsnet.

De Unie van betrokken wetenschappers somt tal van voordelen op, te beginnen met het onuitputtelijk en gratis zijn van zonne-energie. De aantrekkelijkheid van zonne-energieproductie varieert met de economie van investeringen in apparatuur en kostenconcurrentie van fossiele brandstoffen. Scientific American schat dat de kosten van zonne-energie in 2018 of 2020 onder de huidige gemiddelde energiekost zullen dalen.

Gemeenschappelijke manieren om zonne-energie te oogsten

Zonnestralingswarmte wordt eenvoudig opgevangen door eenvoudige glazen kassen, en door woonvensters. "Geconcentreerde" zonne-energie maakt gebruik van enorme reeksen spiegels om zonlicht te focussen op een centrale toren, die water verwarmt om stoom te genereren die kan worden gebruikt om elektriciteit te genereren.

Fotovoltaïsche cellen (PV) zetten zonlicht direct om in elektriciteit via de fotoëlektrisch effect. NASA beschrijft hoe de siliciumhalfgeleiders in de cellen energie vangen uit de fotonen van het zonlicht, die elektronen in de halfgeleider loslaten, waardoor een stroom ontstaat. Groepen cellen vormen modules en modules worden gecombineerd tot grotere reeksen. Deze kunnen worden geconfigureerd om elke combinatie van spanning en stroom te produceren.

Grootschalige en kleinschalige zonne-energietoepassingen

De Amerikaanse Energy Information Administration definieert "utility-scale" zonne-energiecentrales als deze het genereren van minstens één megawatt elektriciteit. Californië leidt de Verenigde Staten in de productie van zonne-energie; in 2013 was 1,9 procent van de stroom van Californië afkomstig van zonne-energie en in 2014 was het aantal meer dan verdubbeld tot 5 procent. De Amerikaanse EIA stelt de productie van fotovoltaïsche zonne-energie in het land op 16.000 megawatturen (MWh) in 2005, en stijgt tot 15.874.000 MWh in 2014. Kleinschalige toepassingen van zonne-energie zijn ook nuttig, zoals de 5-watt-eenheden die zijn geïnstalleerd op Ohio Highway Patrol cruisers voor het voeden van elektronische apparatuur aan boord zonder de motor van de auto te hoeven gebruiken, waardoor fossiele brandstof en levensduur van de batterij wordt bespaard.

Een verscheidenheid aan gebruik van zonne-energie

De Verenigde Naties schat dat in veel klimaten , residentiële zonne-energiesystemen kunnen 50 tot 75 procent van de warmwaterbehoeften van een huishouden leveren. Kleine stand-alone PV-eenheden kunnen waarschuwingsborden langs de weg of zelfs landschapsverlichting van stroom voorzien, maar aangezien ze niet op het elektriciteitsnet werken, hebben ze batterijen nodig om energie op te slaan wanneer er geen zonlicht beschikbaar is. Residentiële zonne-energiearrays maken gewoonlijk verbinding met het netwerk als back-up en ze hebben het voordeel dat ze de eigenaar toestaan ​​overtollig vermogen te verkopen, afhankelijk van de lokale voorschriften van de energieleverancier.