De straling van de zon die de atmosfeer binnenkomt is een directe bron van zonne-energie. Twee manieren om de energie van de zon te benutten zijn zonnethermie en fotovoltaïek. Dit leidt tot de vraag zonnethermie versus fotovoltaïek, wat is beter? Lees het artikel om dit en andere gerelateerde feiten te leren.
Zonne-energie versus fotovoltaïsch – een overzicht
Zonnepanelen, ook wel zonne-PV en zonnethermische systemen genoemd, zijn twee verschillende technologieën die hieronder worden uitgelegd:
Fotovoltaïsche zonne-energie
Het fotovoltaïsche effect, waarbij een foton, een elementair bestanddeel van licht, interactie heeft met een paneel van halfgeleiders, vormt de basis van fotovoltaïsche energie. Het belangrijkste bestanddeel van halfgeleiders is silicium. Wanneer een foton halfgeleiders raakt, komen elektronen vrij. Door blootstelling aan licht produceert deze reactie energie. De halfgeleiders worden gevormd tot dunne lagen die een elektrische stroom opwekken in fotovoltaïsche zonnepanelen. Deze halfgeleiders vormen de basis van zonnecellen. De elektrische stroom wordt door de halfgeleiders opgevangen en omgezet in energie voor huizen en bedrijven.
Thermische zonne-energie
Thermische zonnesystemen genereren warmte, terwijl fotovoltaïsche zonnepanelen elektrische energie opwekken . Beide methoden verbruiken weinig energie, maar fotovoltaïsche zonnepanelen kunnen alleen worden gebruikt als de zon schijnt. Op bewolkte dagen werken ze nog steeds, maar hun vermogen om energie te produceren is met 10% tot 30% verminderd. Water dat met behulp van thermische zonnetechnologie is bereid, kan worden opgeslagen voor later gebruik, waardoor de energie-efficiëntie toeneemt. Het verwarmde water wordt in thermische zonnesystemen doorgaans opgeslagen in warmwatertanks totdat het nodig is.
Geconcentreerde zonne-energie versus fotovoltaïsch – wat is het verschil?
Om te beginnen wekken geconcentreerde thermische zonnesystemen (CSP) elektriciteit op door zonne-energie om te zetten in warmte met een hoge temperatuur. Deze technologie werkt door de zonne-energie te bundelen met behulp van een aantal reflectoren. Deze gebundelde energie wordt vervolgens gebruikt om een elektrische generator en een warmtemotor aan te drijven. De installaties van dit systeem zijn verdeeld in twee delen: een deel dat zonne-energie opvangt en omzet in warmte, en een deel dat de warmte-energie omzet in elektriciteit. Wisselstroom (AC) wordt indirect opgewekt via CSP, waardoor het eenvoudig is om deze op het elektriciteitsnet te distribueren.
Fotovoltaïsche (PV) zonnecellen zijn daarentegen totaal anders dan CSP-cellen. PV-zonnepanelen gebruiken zonlicht, terwijl CSP-cellen de energie van de zon benutten. Anders gezegd: fotovoltaïsche energie is het proces waarbij licht direct wordt omgezet in energie . De PV-zonnecellen absorberen licht, waardoor elektronen vrijkomen. Zo werkt het. De stroom die door de vrijgekomen elektronen wordt opgewekt, creëert een gelijkstroom (DC). Deze gelijkstroom wordt vervolgens omgezet in wisselstroom (AC), meestal met behulp van omvormers, zodat deze via het elektriciteitsnet kan worden gedistribueerd.
Lees ook: Hoe werkt thermische zonne-energie?
Zonne-energie versus fotovoltaïsch – wat is efficiënter?
In tegenstelling tot een thermisch zonnesysteem, dat slechts 3-4 m² dakoppervlak nodig heeft, kan een PV-zonnesysteem tot wel 10 m² vereisen. Dit komt door het hoge rendement. Fotovoltaïsche zonnecellen hebben een rendement van tussen de 15% en 20% , terwijl thermische zonnecellen ongeveer 90% van de straling in warmte kunnen omzetten. Dit percentage is gestaag gestegen dankzij de vooruitgang in de technologie van zonnepanelen. Het is belangrijk om te weten dat een thermisch zonnesysteem, indien gebruikt voor het verwarmen van water, wel wat binnenruimte nodig heeft. De ruimte die een PV-zonnesysteem nodig heeft, wordt bijna volledig ingenomen door de zonnecellen en weinig andere componenten. Bovendien hoeft een PV-systeem binnenshuis slechts een paar kabels en een transformator te plaatsen, waardoor het zeer weinig ruimte inneemt.
Een thermisch zonnesysteem kent enkele nadelen, hoewel het wellicht effectiever is, met name bij het koken van water. De levensduur, de algehele complexiteit en de onderhoudsvereisten van thermische zonnesystemen zijn over het algemeen hoger. Bedenk hoe veel complexer een zonneverwarmingssysteem is. Het vangt licht op, zet dit om in energie en verwarmt de lucht of het water in uw omgeving. In tegenstelling tot een PV-systeem, dat energie opwekt voor algemeen gebruik, heeft een thermisch zonnesysteem met meer componenten meer bewegende onderdelen, wat de kans op problemen en kosten vergroot.
Lees ook: Kun je zonnepanelen gebruiken zonder omvormer?
Zonne-energie versus fotovoltaïsch – welke heeft meer capaciteit?
De capaciteit van de grootste fotovoltaïsche centrales bedraagt meer dan 500 megawatt , en de maximale capaciteit van de grootste thermische centrales ligt rond de 400 megawatt. Thermische centrales produceren over het algemeen minder vermogen dan deze centrales.
Zonne-energie versus fotovoltaïsch – welke is duur?
Kosten van PV-systeem
De kosten van zonne-PV worden beïnvloed door de vraag naar elektriciteit. Normaal gesproken is een 3KW zonne-PV-systeem vereist voor een kernhuishouden van drie tot vier personen.
Een systeem van 3 kW heeft doorgaans 10 tot 12 panelen, die elk 300 watt aan elektriciteit opwekken. De kosten variëren van $4,500 tot $6,500 . Een enkele groep panelen kost tussen de $500 en $600.
Kosten van een zonnethermisch systeem
Thermische zonnesystemen zijn iets goedkoper dan PV-zonnesystemen. Een zonnesysteem dat geschikt is voor uw huis kost doorgaans tussen de $3000 en $6,000.
In andere gevallen kan de prijs echter stijgen. Thermische systemen vereisen meer onderhoud dan PV-systemen. Elke drie tot vijf jaar moet u uw verwarmingssystemen laten onderhouden.
Lees ook: Wat is een zelfbouw-laadstation voor elektrische voertuigen op zonne-energie?
Zonne-energie versus fotovoltaïsch – wat is beter?
Energie kan gemakkelijk van de ene vorm naar de andere worden omgezet, maar dit vermindert de efficiëntie. Daarom is het beter om eerst het type vitaliteit te kiezen dat u nodig hebt.
Zonnepanelen (PV) zijn de beste optie als u elektriciteit nodig hebt. Thermische zonne-energie is geschikt als u warmte-energie nodig hebt. Stel dat u zowel warmte als elektrische energie nodig hebt. In dat geval is PV een betere optie dan thermische zonne-energie , omdat elektrische energie met de huidige technologie gemakkelijk kan worden omgezet in elke andere vorm van energie. Zonnesystemen worden bovendien elke dag efficiënter. De kosten van PV-modules zijn sinds 2009 met 80% gedaald. De technologische vooruitgang in de sector van thermische zonne-energie is daarentegen minder significant geweest.
Zonnethermie en zonne-PV worden op verschillende manieren gebruikt; voor het grootste deel vangt thermische warmte op, terwijl PV elektriciteit genereert. Nu we enkele kenmerken van zonnethermie en fotovoltaïsche systemen kennen, kunnen we gemakkelijk tot de conclusie komen dat zonnethermie efficiënter en goedkoper is, maar PV levert meer uitgangsvermogen.
Aanbevolen: 4 nadelen van energiezuinige apparaten
