science >> Wetenschap >  >> anders

Kan zonne-energie alledaagse voorwerpen efficiënt van stroom voorzien?

Zoals deze afbeelding laat zien, zelfs voor het aandrijven van iets eenvoudigs als een parkeerlicht kan een groot zonnepaneel nodig zijn om de nodige energie te verzamelen. iStockfoto/ThinkStock

Het is moeilijk om tegen zonne-energie te argumenteren. De zon ondersteunt het meeste leven op onze planeet. Planten nemen energie van de zon op en zetten deze om in chemische energie. Herbivoren krijgen energie door planten te eten, terwijl carnivoren energie krijgen door herbivoren en andere carnivoren te eten. Traceer de energie terug naar de bron en je komt aan bij de zon.

Maar zonne-energie omzetten in elektriciteit is lastig. Fotovoltaïek kan de slag. Dit zijn materialen die kunnen absorberen fotonen -- de fundamentele kwantumeenheden van licht -- en zet ze om in elektriciteit. Edmond Becquerel ontdekte het fotovoltaïsche effect in 1839 tijdens het experimenteren met een elektrolytische cel. Becquerel merkte op dat de output van de cel toenam bij blootstelling aan licht. Maar het zou meer dan een eeuw duren om fotovoltaïsche energie te ontwikkelen tot het punt dat ze efficiënt genoeg waren om de elektriciteit op te wekken die nodig is om eenvoudige elektrische apparaten van stroom te voorzien.

1954, Bell Telephone Laboratories bouwde een zonnecel met een efficiëntie van ongeveer 6 procent [bron:American Physical Society]. Dat betekent dat de cel in staat was 6 procent van de totale energie die het ontving om te zetten in elektriciteit. Dat is ongelooflijk inefficiënt -- 94 procent van de energie van de zon gaat verloren. Je zou veel zonnecellen aan elkaar moeten koppelen tot zonnepanelen om een ​​behoorlijke hoeveelheid elektriciteit op te wekken.

Vandaag, ingenieurs en wetenschappers beschikken over geavanceerde zonnepaneeltechnologie, zodat rendementen van 30 procent of meer mogelijk zijn. Dat betekent dat je niet zoveel van de huidige zonnecellen nodig hebt om een ​​bepaalde hoeveelheid elektriciteit op te wekken. En u moet de cellen in een enkele laag over een gebied uitlijnen om voldoende zonlicht te ontvangen om aan elektrische behoeften te voldoen. Voor een huis, dit kan betekenen dat een aanzienlijk percentage van het dak wordt bedekt met zonnecellen of dat er ergens op het terrein een vrijstaand zonnepaneel wordt gebouwd. Grote bedrijven hebben mogelijk voldoende zonnepanelen nodig om een ​​voetbalveld te bedekken of meer om aan de energiebehoefte te voldoen.

Zonnecellen zijn ook duur. Terwijl de energie die zonnecellen leveren gratis is, de kosten van materialen en installatie zijn vaak hoog. Het installeren van zonnecellen voor uw huis vereist een aanzienlijke investering vooraf. Sommige staten bieden fiscale prikkels om de kosten te compenseren en u kunt zelfs wat stroom terug verkopen aan het elektriciteitsnet, afhankelijk van uw energiebedrijf. Maar zonnecellen zijn op korte termijn nog een flinke investering.

Ondanks al die kanttekeningen, zonnecellen zijn nog steeds een geweldige manier om elektriciteit te krijgen. Ze kunnen zichzelf na een paar jaar terugbetalen en de energie die ze leveren draagt ​​niet bij aan de vervuiling. Zodra een systeem zichzelf terugbetaalt, de elektriciteit die het genereert is in wezen gratis!

Volgende, we zullen kijken naar enkele efficiënte toepassingen van zonne-energie.

Efficiënt gebruik van zonne-energie

Door uw dak te coaten met zonnepanelen, kunt u mogelijk van het elektriciteitsnet afkomen of er elektriciteit aan terugverkopen. iStockfoto/ThinkStock

Nu zonnecellen minstens 30 procent van het zonlicht dat ze ontvangen kunnen omzetten in elektriciteit, het is gemakkelijker om het argument voor zonne-energie te maken. Maar voordat u zich haast om uw huis met zonnepanelen te bedekken, moet u met een paar factoren rekening houden:

  • Biedt uw lokale overheid fiscale prikkels om over te schakelen op zonne-energie?
  • Staat uw energiebedrijf netmeting toe?
  • Krijgt uw huis op een normale dag meerdere uren direct zonlicht?

Hoewel het omzetten naar zonne-energie goed is voor het milieu, het gaat uw portemonnee beïnvloeden. U kunt uw eigen zonnepanelen maken door zonnecellen aan te schaffen en aan elkaar te bedraden, wat u vooraf wat kosten kan besparen. Maar als u in aanmerking wilt komen voor fiscale stimulering of nettometing, het kan zijn dat u een professionele installatieploeg moet inhuren en uw panelen bij goedgekeurde bronnen moet kopen. Een deel van de kosten zal worden gecompenseerd door belastingbesparingen, maar de initiële kosten zullen hoger zijn.

Ervan uitgaande dat u die investering kunt doen en dat uw huis voldoende zonlicht krijgt, u kunt overdag voldoende elektriciteit opwekken om uw apparaten en andere elektrische apparaten puur op zonne-energie te laten werken. Wat er daarna gebeurt, hangt af van uw plan.

Als u aangesloten blijft op het elektriciteitsnet, u wilt kijken naar de nettometing. Met voldoende zonnepanelen, je wekt meer elektriciteit op dan je nodig hebt om je huis van stroom te voorzien. Bij sommige energiebedrijven kun je die overtollige elektriciteit terugleveren aan het net. Het bedrijf crediteert je voor de stroom die je hebt opgewekt. Als de zon onder gaat, u begint elektriciteit van het energiebedrijf te verbruiken. Als u minder stroom verbruikt dan u elke 24 uur opwekt, u zult een netto winst in krediet hebben. Anders, je hebt een aanzienlijk lagere elektriciteitsrekening.

De andere optie is om volledig off-the-grid te gaan. Aangezien je alleen zonne-energie kunt opvangen terwijl zonlicht op de zonnepanelen valt, je zult batterijen moeten installeren om overdag overtollige energie op te slaan. 's Nachts, je gebruikt deze batterijen om je huis van stroom te voorzien. De volgende keer dat zonlicht de panelen raakt, de batterijen beginnen op te laden.

In elk geval, het is niet moeilijk om voldoende elektriciteit op te wekken om uw energierekening te verlagen of zelfs te elimineren, ervan uitgaande dat uw huis overdag voldoende zonlicht krijgt. Het duurt een paar jaar voordat de besparingen uw initiële investering hebben terugverdiend en u zult af en toe panelen en batterijen moeten vervangen, maar op de lange termijn moet je geld besparen. U verkleint daarbij ook uw ecologische voetafdruk.

Een andere optie waar u naar kunt kijken, is het installeren van een zonneboiler. Deze apparaten gebruiken zonne-energie om water te verwarmen voordat het in een tank wordt opgeslagen. De meeste systemen gebruiken een conventionele boiler om de temperatuur van het water verder te verhogen. Zonneboilers verminderen de totale hoeveelheid energie die u nodig heeft om uw water te verwarmen, het verminderen van uw vraag naar elektriciteit van een elektriciteitsnet.

Naarmate we meer geld investeren in zonnepaneeltechnologie, we zouden de productiekosten moeten zien dalen en de efficiëntie moeten verhogen. Over een paar jaar vergen zonnepanelen misschien niet zo'n grote investering en zullen ze helpen de milieu-impact te verminderen die we creëren met onze behoefte aan elektriciteit.

Lees meer over zonne-energie en gerelateerde onderwerpen door de links op de volgende pagina te volgen.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Kan vakantievoedsel de planeet helpen redden?
  • Compenseert het productieafval van hybride auto's hybride voordelen?
  • Hoe snel kunnen zonneauto's gaan?
  • Wat zijn enkele praktische toepassingen van zonne-energie?

bronnen

  • Amerikaanse Fysische Vereniging. "Deze maand in de geschiedenis van de natuurkunde:25 april 1954:Bell Labs demonstreert de eerste praktische siliciumzonnecel." APS Physics. 2010. (29 november, 2010) http://www.aps.org/publications/apsnews/200904/physicshistory.cfm
  • Voerman, J. Stein. "Fotosynthese." Clermont College. 2 november 2004. (16 november, 2010) http://biology.clc.uc.edu/Courses/bio104/photosyn.htm
  • Knier, Gil. "Hoe werken fotovoltaïsche energie?" Nasa. 2002. (15 november, 2010) http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells/
  • Zonnepaneel maken. "Praktisch zijn over toepassingen van zonnepanelen." 28 september 2010. (16 november, 2010) http://buildyourownsolarpanel.us/solar-panels/being-practical-about-solar-panel-applications.html
  • PV Bronnen. "Een wandeling door de tijd." 2010. (16 november, 2010) http://www.pvresources.com/en/history.php
  • Expert hernieuwbare energie. "De meest voorkomende toepassingen van zonne-energie." 2008. (16 november, 2010) http://www.renewable-energy-expert.com/the-most-common-solar-energy-uses.php
  • De NPD-groep. "Gebruik van zonne-energie." Zonnebuzz. 2010. (17 november, 2010) http://www.solarbuzz.com/Applications.htm
  • Unie van betrokken wetenschappers. "Hoe zonne-energie werkt." 16 december 2009. (17 november, 2010) http://www.ucsusa.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-solar-energy-works.html
  • Amerikaanse ministerie van Energie. "Actieve zonneverwarming." Energiebesparingen. 2010. (17 november, 2010) http://www.energysavers.gov/your_home/space_heating_cooling/index.cfm/mytopic=12490
  • Amerikaanse ministerie van Energie. "Manieren onderzoeken om zonne-energie te gebruiken." Energiebesparingen. 2010. (17 november, 2010) http://www.energysavers.gov/renewable_energy/solar/index.cfm/mytopic=50011
  • Amerikaanse ministerie van Energie. "Buitenverlichting op zonne-energie." Energiebesparingen. 2010. (17 november, 2010) http://www.energysavers.gov/your_home/lighting_daylighting/index.cfm/mytopic=12170
  • Amerikaanse ministerie van Energie. "Kleine zonne-elektrische systemen." Energiebesparingen. 2010. (17 november, 2010) http://www.energysavers.gov/your_home/electricity/index.cfm/mytopic=10710
  • Whitaker, Rekening. "Is zonne-energie echt praktisch?" CBS Avondnieuws. 7 juli 2008. (16 november, 2010) http://www.cbsnews.com/stories/2008/07/07/eveningnews/main4239590.shtml

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Is er een verband tussen beweging en geluk?
  2. Deze 8 foto's van puppy's kunnen je helpen focussen,
  3. Hoeveel spieren heb je nodig om te glimlachen?
  4. Wat is het Human Epigenome Project?
  5. Hoe Agarose Gel te interpreteren
  6. Drie redenen waarom de celdeling belangrijk is
  7. Welk deel van het Nephron is verantwoordelijk voor de reabsorptie van water?
  8. Zes belangrijkste celfuncties
  9. Maak een lijst van de 3 stappen die optreden tijdens de interfase

Wetenschap