Energie opwekken uit zonlicht dat van de grond weerkaatst, 's nachts werken en zelfs aardbeien helpen telen:de technologie voor zonnepanelen evolueert snel terwijl de kosten voor een belangrijk segment van de energietransitie in de wereld kelderen.

Het Internationaal Energie Agentschap zegt dat zonne-energie dit decennium aanzienlijk zal moeten opschalen om te voldoen aan de klimaatdoelstelling van Parijs om de temperatuurstijging te beperken tot 1,5 graad Celsius boven het pre-industriële niveau.

Het goede nieuws is dat de kosten drastisch zijn gedaald.

In een rapport over oplossingen eerder dit jaar zei het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering dat de kosten van zonne-energie tussen 2010 en 2019 met 85 procent waren gedaald, terwijl de wind met 55 procent was gedaald.

"Er wordt beweerd dat dit de goedkoopste manier is waarop mensen ooit op grote schaal elektriciteit hebben kunnen maken", zegt Gregory Nemet, een professor aan de Universiteit van Wisconsin-Madison en een hoofdauteur van dat rapport.

Deskundigen hopen dat de hoge prijzen voor fossiele brandstoffen en de angst voor energiezekerheid als gevolg van de Russische invasie van Oekraïne de opname van hernieuwbare energiebronnen zullen versnellen.

Het momentum kwam zondag in een stroomversnelling met de ambitieuze Amerikaanse klimaatwet, die $ 370 miljard uittrekt voor inspanningen om de uitstoot van broeikasgassen tegen 2030 met 40 procent te verminderen.

Een analyse door experts van Princeton University schat dat de rekening in 2025 vijf keer zo snel zou kunnen zijn als in 2020.

Nemet zei dat alleen zonne-energie tegen het midden van de eeuw de helft van het elektriciteitssysteem van de wereld zou kunnen uitmaken, hoewel hij waarschuwde tegen het zoeken naar "zilveren kogels".

"Ik denk dat er echt een groot potentieel is", vertelde hij aan AFP.

Snelle veranderingen

Het "fotovoltaïsche effect" - het proces waarbij zonnecellen zonlicht omzetten in elektrische energie - werd voor het eerst ontdekt in 1839 door de Franse natuurkundige Edmond Becquerel.

Na tientallen jaren van innovaties begon de ontwikkeling van zonnecellen op basis van silicium in de Verenigde Staten in de jaren 1950, met de lancering van 's werelds eerste satelliet op zonne-energie in 1958.

Het IPCC zei van alle energietechnologieën dat kleinschalige zoals zonne-energie en batterijen tot nu toe sneller te verbeteren en te implementeren zijn gebleken dan omvangrijkere opties zoals nucleair.

Tegenwoordig worden bijna alle panelen die op daken glinsteren en zich over uitgestrekte velden verspreiden, in China gemaakt met behulp van siliciumhalfgeleiders.

Maar de technologie verandert snel.

In een recent rapport zei het IEA dat deze nieuwe zonnecellen een vijfde efficiënter zijn gebleken in het omzetten van licht in energie dan standaardmodules die slechts vier of vijf jaar geleden werden geïnstalleerd.

Er zijn ook tal van nieuwe materialen en hybride cellen waarvan experts voorspellen dat ze de efficiëntie kunnen verbeteren.

Deze omvatten goedkope, efficiënte en lichtgewicht 'dunne film'-technologieën, zoals die waarbij perovskieten worden gebruikt die met inkt kunnen worden geprint.

Experts zeggen dat ze het vooruitzicht vergroten van een drastische uitbreiding waar zonne-energie kan worden geoogst - als ze duurzaam genoeg kunnen worden gemaakt om een ​​paar decennia van gebruik te weerstaan.

Recent onderzoek heeft de hoop gewekt dat het mogelijk zou kunnen zijn.

In één onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Science in april voegden wetenschappers metaalhoudende materialen toe aan perovskietcellen, waardoor ze stabieler en efficiënter werden in de buurt van traditionele siliciummodellen.

Ander onderzoek combineert materialen voor verschillende doeleinden.

Een studie in Natuur gebruikte "tandem" -modellen, met perovskiet-halfgeleiders om nabij-infrarood licht op het zonnespectrum te absorberen, terwijl een op organisch koolstof gebaseerd materiaal ultraviolette en zichtbare delen van het licht absorbeerde.

En wat gebeurt er na zonsondergang?

Onderzoekers van Stanford zeiden dat ze dit jaar een zonnecel hadden geproduceerd die 's nachts energie kon oogsten, gebruikmakend van warmte die van de aarde naar de ruimte lekte.

"Ik denk dat er veel creativiteit in deze industrie zit", zegt Ron Schoff, hoofd van het onderzoek naar Renewable Energy en Fleet Enabling Technologies van het Electric Power Research Institute.

Locatie, locatie

Het opwekken van meer energie uit elk paneel zal steeds belangrijker worden naarmate zonne-energie op grotere schaal wordt uitgerold, wat leidt tot bezorgdheid over landgebruik en schade aan ecosystemen.

Schoff zei dat een efficiëntieverhogend ontwerp dat steeds populairder wordt voor grootschalige projecten, "bifaciale" zonne-energie is.

Deze dubbelzijdige units absorberen niet alleen energie rechtstreeks van de zonnestralen, maar ook van licht dat door de grond eronder wordt weerkaatst.

Andere oplossingen zijn om dezelfde ruimte voor meerdere doeleinden te gebruiken, zoals semi-transparante zonnepanelen die worden gebruikt als een beschermend dak voor aardbeienplanten of andere gewassen.

India was tien jaar geleden pionier in het gebruik van zonnepanelen op kanalen, waardoor verdamping tijdens het opwekken van stroom werd verminderd.

Wetenschappers in Californië hebben gezegd dat als de droogtegevoelige Amerikaanse staat zijn kanalen in de schaduw zou stellen, dit ongeveer 63 miljard gallons zou kunnen besparen.

De bouw van een proefproject moet dit jaar beginnen.

Alle vormen, maten

Experts zeggen dat zonne-energie een mix van energie-opties zal zijn, met verschillende technologieën die meer geschikt zijn voor verschillende plaatsen.

Schoff zei dat uiteindelijk die energienetwerken met meer dan 25 procent zon en wind manieren nodig hebben om energie op te slaan - met batterijen of grootschalige faciliteiten die zaken als opgepompt water of perslucht gebruiken.

Consumenten kunnen ook hun rol spelen, zei Nemet, door meer van hun energieverbruik te verschuiven naar overdag, of zelfs hun eigen zonnenetwerken te hosten in een Airbnb-achtige benadering.

Hij zei dat het modulaire karakter van zonne-energie betekent dat het kan worden uitgerold in ontwikkelingslanden met schaarse toegang tot traditionele netwerken.

"Je zou zonne-energie kunnen hebben op iets kleins als een horloge en iets zo groot als de grootste energiecentrales ter wereld", zei hij.

"Ik denk dat dat is wat mensen er enthousiast over maakt." + Verder verkennen

Nieuw record kan een nieuw tijdperk inluiden voor zonne-energie

© 2022 AFP