Een vleugje zon – stabiele energievoorziening
Zonne-energie 24/7 beschikbaar
Elektriciteit opgewekt door de zon is de ultieme bron van schone, gratis energie. Maar zelfs de zonnigste locatie kent een nadeel. De nacht. Draait een conventionele elektriciteitscentrale dag en nacht door. Voor zonne-energie geldt: geen zon, geen stroom. Om 24 uur per dag zonne-energie te kunnen leveren, is opslag nodig. Vacuümpompen van Busch spelen een doorslaggevende rol in het omzetten van energie naar bruikbare elektriciteit.
Zonnepanelen leveren alleen stroom als de zon erop schijnt. Zelfs op heldere dagen gebeurt dat alleen overdag. Zonder een goede opslagmogelijkheid moeten andere vormen van energieopwekking – meestal op basis van fossiele brandstoffen – de stroomaanvoer ’s nachts en op bewolkte dagen overnemen. Eén oplossing is om de opwekking van zonne-energie meer te organiseren zoals in een conventionele elektriciteitscentrale - door het om te zetten in thermische energie.
Warmte voor regenachtige dagen
Thermische energie is veel gemakkelijker op te slaan dan elektriciteit. Vergelijk maar eens een thermoskan met het enorme aantal batterijen dat nodig is om zonder stopcontact een waterkoker te laten koken. Terwijl gewone zonnepanelen zonlicht direct omzetten in elektriciteit, volgen zonnecentrales op basis van thermische energie een extra stap. Ze zetten zonlicht eerst om in warmte. Die is veel eenvoudiger op te slaan én te gebruiken wanneer nodig.
Van warmte naar elektriciteit
De sleutel tot thermische zonne-energie ligt in de concentratie van zonnestralen. In plaats van platte panelen gebruiken zonnecentrales holle spiegels die het zonlicht op een verzamelpunt (collector) weerkaatsen. De collector bevat een vloeistof - gesmolten zout of synthetische olie - die door deze geconcentreerde stralen wordt verwarmd. Deze hete vloeistof kan vervolgens bij temperaturen tussen 400 en 600 °C worden opgeslagen in geïsoleerde tanks.
Wanneer er elektriciteit nodig is, wordt de vloeistof gebruikt om water te verhitten tot stoom. Die stoom drijft een turbine aan, die vervolgens een generator aandrijft. De op een vacuümpomp aangesloten condensor zet de damp weer om in water. Voordat de turbine start, evacueert de vacuümpomp lucht en andere niet-condenseerbare gassen. Dit verhoogt de efficiëntie van het condensatieproces, omdat lucht als isolatielaag werkt en het proces vertraagt. Bovendien wordt de tegendruk op de turbine geminimaliseerd. Hierdoor kan de warmte efficiënter worden omgezet in mechanische energie. Zodra de turbine is opgestart, wordt het vacuümniveau gehandhaafd door continu inkomende lucht te verwijderen. Door vacuüm in dit proceste gebruiken, kan de gratis, schone zonne-energie maximaal worden benut.
Warmte voor regenachtige dagen
Thermische energie is veel gemakkelijker op te slaan dan elektriciteit. Vergelijk maar eens een thermoskan met het enorme aantal batterijen dat nodig is om zonder stopcontact een waterkoker te laten koken. Terwijl gewone zonnepanelen zonlicht direct omzetten in elektriciteit, volgen zonnecentrales op basis van thermische energie een extra stap. Ze zetten zonlicht eerst om in warmte. Die is veel eenvoudiger op te slaan én te gebruiken wanneer nodig.
Van warmte naar elektriciteit
De sleutel tot thermische zonne-energie ligt in de concentratie van zonnestralen. In plaats van platte panelen gebruiken zonnecentrales holle spiegels die het zonlicht op een verzamelpunt (collector) weerkaatsen. De collector bevat een vloeistof - gesmolten zout of synthetische olie - die door deze geconcentreerde stralen wordt verwarmd. Deze hete vloeistof kan vervolgens bij temperaturen tussen 400 en 600 °C worden opgeslagen in geïsoleerde tanks.
Wanneer er elektriciteit nodig is, wordt de vloeistof gebruikt om water te verhitten tot stoom. Die stoom drijft een turbine aan, die vervolgens een generator aandrijft. De op een vacuümpomp aangesloten condensor zet de damp weer om in water. Voordat de turbine start, evacueert de vacuümpomp lucht en andere niet-condenseerbare gassen. Dit verhoogt de efficiëntie van het condensatieproces, omdat lucht als isolatielaag werkt en het proces vertraagt. Bovendien wordt de tegendruk op de turbine geminimaliseerd. Hierdoor kan de warmte efficiënter worden omgezet in mechanische energie. Zodra de turbine is opgestart, wordt het vacuümniveau gehandhaafd door continu inkomende lucht te verwijderen. Door vacuüm in dit proceste gebruiken, kan de gratis, schone zonne-energie maximaal worden benut.
Lees meer – Zonnepanelen in de ruimte
In de ruimte schijnt de zon 24 uur per dag. Daarom zijn vacuümgecoate zonnepanelen de belangrijkste energiebron voor vrijwel alle satellieten, ruimtevaartuigen én het internationale ruimtestation ISS. Maar wat als hier op aarde ook die constante hoeveelheid zonlicht gebruikt kan worden? De haalbaarheid van dit idee moet worden bewezen in het SOLARIS-project van het Europees Ruimteagentschap. Het idee is om zonnepanelen in een geostationaire baan rond de aarde te plaatsen, zo'n 36.000 kilometer hoog. De opgewekte energie wordt dan via microgolven naar de aarde gestuurd. De omvang van het project is enorm. Voor één buitenaardse opgewekte gigawatt is een oppervlakte van 5 km2 zonnepanelen nodig. De bijbehorende ontvangststation op aarde moet zelfs 25 km2 zijn. Groter dan Manhattan, New York. Er moeten nog veel technologische uitdagingen worden overwonnen voordat het project kan worden gerealiseerd. Maar het resultaat zou een enorme sprong voorwaarts zijn. 24/7 schone, energie uit de ruimte.
In de ruimte schijnt de zon 24 uur per dag. Daarom zijn vacuümgecoate zonnepanelen de belangrijkste energiebron voor vrijwel alle satellieten, ruimtevaartuigen én het internationale ruimtestation ISS. Maar wat als hier op aarde ook die constante hoeveelheid zonlicht gebruikt kan worden? De haalbaarheid van dit idee moet worden bewezen in het SOLARIS-project van het Europees Ruimteagentschap. Het idee is om zonnepanelen in een geostationaire baan rond de aarde te plaatsen, zo'n 36.000 kilometer hoog. De opgewekte energie wordt dan via microgolven naar de aarde gestuurd. De omvang van het project is enorm. Voor één buitenaardse opgewekte gigawatt is een oppervlakte van 5 km2 zonnepanelen nodig. De bijbehorende ontvangststation op aarde moet zelfs 25 km2 zijn. Groter dan Manhattan, New York. Er moeten nog veel technologische uitdagingen worden overwonnen voordat het project kan worden gerealiseerd. Maar het resultaat zou een enorme sprong voorwaarts zijn. 24/7 schone, energie uit de ruimte.