Energieopties > Zonnecellen > Achtergrond > Potentieel

Potentieel

De hoeveelheid energie die de aarde jaarlijks ontvangt met zonnestraling is gigantisch in vergelijking met de totale hoeveelheid energie die we momenteel gebruiken voor ons vervoer, onze elektriciteitsvoorziening en verwarming, de productie van materialen, enzovoort. In 2005 was de totale wereldwijde energievraag 450 EJ (Exajoule; 1 EJ=278000 miljoen kWh), waar Nederland overigens ongeveer 0,7% van voor haar rekening neemt.  Een groot getal. Vergeleken met de beschikbare hoeveelheid zonne-energie stelt het evenwel weinig voor. In drie kwartier straalt de zon dezelfde hoeveelheid energie naar de aarde. Het rekensommetje kan ook anders worden gemaakt: Een gebied in de Sahara ter grootte van Frankrijk kan voldoende zonne-energie opvangen om de gehele wereldwijde elektriciteitsvraag af te dekken. 

Als we op zeker moment in staat zullen zijn die zonne-energie kosteneffectief om te zetten naar elektriciteit kunnen we daarmee dus ruimschoots in onze energiebehoefte voorzien, als ook goede oplossingen gevonden zijn voor de bijbehorende energiedistributie en -opslag. Voor het omzetten van zonne-energie in elektriciteit zijn zowel thermische zonnecentrales als zonnecellen opties. Elders op deze website wordt uitgebreider ingegaan op zonthermische centrales. Een belangrijk verschil is dat zonthermische centrales een groot en efficiënt elektriciteitsdistributienetwerk vragen, omdat de opwekking alleen kosteneffectief in zeer warme gebieden plaats kan vinden. Zonnecellen stellen de elektriciteit direct beschikbaar op de plaats van behoefte, maar hebben zeker in gematigde klimaatzones nog een hoge opwekkingsprijs. Beide technieken bevinden zich overigens in een ontwikkelingsfase waarbij de opwekkingsprijs per kWh snel aan het dalen is. Het ligt voor de hand dat beide technieken op termijn een rol zullen spelen bij duurzame elektriciteitsopwekking, maar hoe de verhouding komt te liggen zal sterk afhangen van de technische ontwikkelingen in de komende decennia. 

Figuur 1: Indicatie van het gemiddelde aantal uren zonlicht per dag.

Omdat de zonne-instraling in Nederland nog steeds ongeveer de helft is van die in Zuid Europa of Noord Afrika (figuur 1) kan ook hier zonne-energie op termijn een belangrijke bijdrage leveren aan de elektriciteitsvoorziening. Met de huidige zonneceltechnologie kan in Nederland ongeveer 100 kWh/m² jaar worden opgewekt. Daarvoor wordt een zonnepaneel geïnstalleerd van 130 Wp/m2; (Wp is de piek-afgifte in watts, bij ‘vol zonvermogen’, op een heldere dag tussen april en augustus). Dit is 10% van de instraling in Nederland, die 1000 kWh/m² bedraagt. Hier liggen nog grote mogelijkheden voor verbetering, want op langere termijn kan dit misschien 30 of 40% worden. Als we alle beschikbare dakoppervlak van woningen, ziekenhuizen, scholen, kantoren, enzovoorts zouden volzetten met zonnepanelen kunnen die met de huidige technologie in ongeveer 30% van onze elektriciteitsbehoefte voorzien. Gebruiken we de technologie van de toekomst dan is het 100%. Om zeer grootschalig van zonne-energie gebruik te kunnen maken is het de uitdaging het rendement van zonnecellen met een factor 3 te verhogen en tegelijkertijd de kostprijs per vierkante meter (zonnepaneel met bijbehorende elektronica en andere onderdelen) met een factor 3 te verlagen ten opzichte van het huidige prijsniveau. De opwekkingsprijs per kWh is dan gelijk aan de huidige opwekkingsprijs met conventionele energiebronnen, die naar verwachting bovendien zal stijgen. In zonnige woestijngebieden is de opwekkingsprijs per kWh ongeveer tweemaal zo laag als in Nederland, maar die stroom moet dan natuurlijk nog wel naar de plaats van gebruik worden getransporteerd.

Figuur 2: Zonnepanelen in de derde wereld.

Ongeveer éénderde van de wereldbewoners heeft geen toegang tot een elektriciteitsnet. Zonne-energie is bij uitstek geschik om ‘energie op maat’ te leveren en kan daarom een belangrijke rol spelen bij economische en sociale ontwikkeling. Het gaat daarbij om autonome (niet netgekoppelde) systemen. De impact in energie- of CO2-termen is vooralsnog beperkt, maar het effect op mensen is groot.

print
NODE : Nederlands Onderzoeksplatform Duurzame Energievoorziening
TYPO3 Support: TYPO3worX Ltd. | Webhosting: BB-Hosting