Wat zijn fotovoltaïsche cellen?

Fotovoltaïsche cellen zijn gemaakt van halfgeleidend materiaal en worden gebruikt om zonlicht om te zetten in elektrische energie. Over het algemeen gebruikt men niet één fotovoltaïsche cel maar meerdere fotovoltaïsche cellen gezamenlijk om energie op te wekken uit zonlicht. Deze cellen worden onder andere geplaatst in zonnepanelen die gebruikt worden om zonne-energie om te zetten in elektriciteit. Een fotovoltaïsche cel bestaat onder andere uit silicium. Dit is een halfgeleidend materiaal. Door de inwerking van zonlicht worden de elektronen in beweging gebracht en springen ze over van het ene atoom naar het andere atoom. Voor het opwekken van een elektrische stroom moeten de elektronen tijdens dit proces in één enkele richting bewegen.

Om dit te realiseren wordt een elektrische spanning tot stand gebracht tussen een negatieve pool, die een overschot aan elektronen bevat, en een positieve pool die een tekort aan elektronen heeft. Als dit is gerealiseerd zullen de elektronen zich verplaatsen op een manier die vergelijkbaar is met een batterij. Fotovoltaïsche cellen werken op basis van zonlicht en niet op basis van warmte. Daarom is de inwerking van zonlicht noodzakelijk om met deze cellen duurzame elektrische energie op te wekken. In zonnepanelen worden zoveel mogelijk fotovoltaïsche cellen geplaatst om zoveel mogelijk zonlicht om te zetten in elektriciteit. Zo wordt het rendement van zonnepanelen zo groot mogelijk.

Wanneer is energie duurzaam?

Energie is duurzaam wanneer het wordt opgewekt uit energiebronnen die niet op kunnen raken. Voorbeelden van duurzame energiebronnen zijn windkracht, zonlicht en aardwarmte. Verder kan ook het stomen van water in rivieren en in de zee worden gebruikt als duurzame energiebron. Denk hierbij aan onder andere getijdenenergie. In plaats van duurzame energie Duurzame energie wordt meestal omgezet in een andere energievorm. Daarvoor zijn installaties nodig. Zo wordt zonlicht bijvoorbeeld doormiddel van zonnecellen omgezet in elektrische energie.

Voorbeelden van duurzame energiebronnen
Windkracht brengt de schoepen van windmolens in beweging die vervolgens doormiddel van een grote dynamo elektrische energie opwekt. Dit proces lijkt sterk op de manier waarop de druk van water wordt gebruikt om de schoepen van een waterrad in beweging te brengen en zodoende ook via een dynamo elektrische energie op te wekken. Ook aardwarmte kan worden gebruikt als energiebron. Hierbij wordt de warmteafgifte over het algemeen gedaan via water. Koud water wordt verwarmd door het diep in de aardkorst te transporteren. Nadat het water is opgewarmd wordt het opgepompt om woningen en utiliteit te verwarmen. Op die manier hoeft men geen aardgas te gebruiken om het water van centrale verwarmingsinstallaties op te warmen.

Niet-duurzame energiebronnen
Naast duurzame energiebronnen zijn er ook niet-duurzame energiebronnen. Deze energiebronnen worden meestal doormiddel van een chemische reactie in werking gezet. Hierbij kun je denken aan fossiele brandstoffen zoals steenkool, bruinkool, aardolie en aardgas. Deze energiebronnen bevinden zich niet onbeperkt in de aardkost en kunnen dus op raken. Daarnaast worden deze energiebronnen over het algemeen verbrand om de hitte die daarbij vrijkomt te gebruiken om water te verwarmen of om op te koken. In een steenkoolcentrale water verwarmd tot stoom zodat de stoomdruk schoepen in beweging kan brengen van een grote stoomturbine. Op die manier werkt een elektriciteitscentrale elektrische energie op.

Biomassa
Duurzame energie is minder milieubelastend dan energie die uit fossiele bronnen wordt gewonnen. Ook biomassa zoals houtsnippers en mest zijn feitelijk niet duurzaam omdat deze energiebronnen in theorie wel op kunnen raken en bovendien in de praktijk vaak worden verband om energie op te wekken hoewel vergisting ook mogelijk is. Het gebruik van biomassa staat daarom al geruime tijd ter discussie.