Categorie: Nieuws

Een banaan op zonne-energie?

Het is groot, het is krom en het is compleet bedekt met zonnepanelen… Het is de Sanyo ‘Solar Ark’; een banaanvormig gebouw dat voorzien is van maarliefst 5000 monokristallijne zonnepanelen. Deze panelen zijn afkomstig van Sanyo’s eigen productielijn, maar voldeden niet aan de kwaliteitseisen die het bedrijf stelt aan zonnepanelen vor op de consumentenmarkt. Het gebouw bevindt zich naast Sanyo’s halfgeleiderfabriek in Gifu, Japan. De panelen zijn verantwoordelijk voor de productie van zo’n 500.000 kWh per jaar; energie die gebruikt wordt om het gebouw van energie te voorzien.

Het vreemde is dat de Solar Ark eigenlijk is voortgekomen uit een grote fout. Een aantal jaren geleden lanceerde Sanyo een groots plan: het bedrijf wilde zijn 50-jarige verjaardag inluiden met de productie van ‘s werelds grootste zonne-installatie (3,4 MW). Sanyo zou zijn beste technologie, een combinatie van kristallijne en dunne-film technologie met een rendement van 15%, gaan inzetten. De plannen belandden echter vanwege een grote productiefout op een zijspoor: een groot aantal geleverde monokristallijne zonnepanelen voldeed achteraf niet aan de specificaties en leverde te weinig energie. Sanyo riep deze panelen terug en kwam zo te zitten met een grote hoeveelheid onverkoopbare zonnepanelen. Uit deze cellen is uiteindelijk de ark geboren.

Het gebouw, met al zijn teruggeroepen monokristallijne cellen, is goed te zien vanaf de hogesnelheids ‘bullet-train’. Tussen de panelen vind je 75.000 computergestuurde LEDs die bij elkaar diverse afbeeldingen en karakters kunnen vormen. In het gebouw zelf vind je een zonne-museum met diverse multimedia-tentoonstellingen, een zonne-laboratorium en ruimtes voor conferenties gerelateerd aan zonne-energie. Van afval naar mooi voorbeeld van de toepassing van zowel recycling als zonne-energie; de solar ark laat zien dat er zelfs voor afgekeurde panelen een functie is.

Een schip op zonne-energie?

De run op groene technologie dringt langzaam maar zeker ook door tot de maritieme wereld. Dat is maar goed ook, want maarliefst 20% van de totale wereldwijde CO2-uitstoot wordt veroorzaakt door de brandstof-verslindende schepen op zee. Vergis je niet; dit is evenveel als al het transport over land bij elkaar. Japanse bedrijven hebben aangekondigd met een ontwerp te komen van een groot transportschip met motoren die deels worden aangedreven door zonne-energie. De eerste stap naar een groenere zee lijkt daarmee gezet…

Japans’ grootste rederij Nippon Yusen KK is van plan zonnepanelen met een vermogen van zo’n 40 kilowatt te plaatsen op het dak van een 60.000-ton wegend schip. Het schip zal gebruikt worden door Toyota om auto’s over de gehele wereld te vervoeren. De zonnepanelen leveren helaas bij lange na niet voldoende vermogen om de kolossale motor aan te drijven; ze zullen gebruikt worden om het brandstofverbruik met zo’n 6,5% terug te dringen. Dit staat gelijk aan een CO2-reductie van 1 a 2%, ofwel 20.000 ton op jaarbasis. Nippon Yusen zal ongeveer 1 miljoen euro uitgeven aan het systeem. De grootste problemen zijn vooralsnog de schade die veroorzaakt wordt door vibraties en de zoute omgeving. Het schip zal rond december klaar zijn.

Helaas dus geen schip op zonne-energie, maar wel een stap in de goede richting!

Vliegtuig op zonne-energie maakt vlucht van 80 uur

QinetiQ heeft bekend gemaakt dat hun Zephyr vliegtuig het onofficiële record heeft gebroken voor de langste onbemande vlucht ooit. De vlucht duurde in totaal 82 uur en 37 minuten; een flinke verbetering ten opzichte van het vorige onofficiële record van 54 uur, dat al in handen was van de Zephyr. Het officiële record is overigens ;slechts’ 30 uur en 27 minuten. Het bijzondere aan de Zephyr, is hoe het vliegtuigje aan energie komt: op de ultralichte vleugels zitten zonnecellen bevestigd. De energie die hiermee wordt opgewekt, wordt gebruikt om de motor draaiende te houden.

Dankzij het gebruik van ultralichte koolstofvezel weegt vliegtuigje alles bij elkaar slechts 31kg. Hiervan wordt 10kg wordt ingenomen door accu’s, die overdag worden opgeladen om de Zephyr ‘s nachts van energie te voorzien. Omdat het vliegtuig zo licht is, kan het met de hand worden gelanceerd, bijna als ware het een papieren vliegtuigje. De testvlucht vond plaats tussen 28 en 31 juli in de dorre omstandigheden van de Sonoran-woestijn in Arizona, VS. Er werd gelanceerd vanaf de zogenaamde Yuma proving ground, waar vaker dergelijke tests worden uitgevoerd. Het vliegtuigje vloog deels op automatische piloot en werd deels op afstand bediend via satelliet. Er werd een hoogte bereikt van maar liefst 18 kilometer.

Simon Bennett, directeur van QineQ’s toegepaste technologie-afdeling zei: “De Yuma proving ground was een goede locatie voor deze recordvlucht, aangezien hier de laatste jaren veel belangrijke ontwikkelingen op luchtvaartgebied zijn gedaan. Naast het zetten van een onofficieel record, is de test een stap voorwaarts in het demonstreren van Zephyr’s mogelijkheden als militair verkennings-hulpmiddel.” Het project is onder andere gesponsord door het Britse ministerie van defensie, in samenwerking met het Amerikaanse ministerie. Mogelijke toepassingen zijn verkenning, aardobservatie en communicatie-relay op zowel militair als civiel gebied.

Bron: QinetIQ

Coating verhoogt rendement zonnecellen met 30 procent

De hedendaagse op silicium gebaseerde zonnepanelen kunnen ongeveer twee derde van al het invallende zonlicht absorberen. Onderzoekers van het Rensselaer Polytechnic Institute hebben echter een nieuwe coating ontworpen die diezelfde panelen zo’n 96% van het invallende zonlicht kan laten absorberen. Waar zonnepanelen normaliter het best werken bij directe lichtval, staat deze nieuwe ontwikkeling een lichtinval van alle hoeken toe. Het is deze verbetering die voor de revolutionaire toename van het rendement verantwoordelijk is.

De nanocoating, waarvan je onderaan een microscopische foto ziet, overwint twee grote obstakels die de vooruitgang en de verspreiding van zonne-energie blokkeren. Ten eerste zorgt de coating ervoor dat de hoeveelheid geabsorbeerd zonlicht toeneemt en ten tweede zorgt de coating ervoor dat het gehele spectrum van het zonlicht onafhankelijk van de stand van de zon geabsorbeerd wordt. De sleutel tot deze eigenschap zit hem in de bijzondere anti-reflectieve eigenschappen van het materiaal, die het zonnepaneel meer zonlicht laten absorberen vanuit alle hoeken. Wellicht dat hierdoor de zogenaamde ‘solar trackers’, die de zon continu volgen om de panelen optimaal te richten, overbodig worden. De coating is nog in de onderzoeksfase en is (helaas) nog ver verwijderd van commerciële implementatie. Het kan dus nog wel even duren voor we deze technologie op de markt tegenkomen.

Bron: http://blog.gogreensolar.com/2008/11/solar-panel-nanocoating-increases.html

Nieuw rendements-record voor silicium zonnecellen

In Australië is de eerste op silicium gebaseerde zonnecel met een rendement van 25 procent ontwikkeld. Het ARC Photovoltaic Centre of Excellence (universiteit van New South Wales – UNSW) had het vorige record van 24.7% al in handen, maar de 25% kan wel gezien worden als een mijlpaal. De aan het centrum gelieerde professor Martin Green (what’s in a name) zei dat de sprong voorwaarts het gevolg is van een uitgebreidere kennis van de samenstelling van zonlicht. Deze factor blijkt namelijk met het verstrijken van de dag enigzins te veranderen. Aangezien metingen tot voor kort gedaan werden bij een verouderd spectrum, waren deze onbetrouwbaar.

“Een verbetering in het begrip van de atmosferische effecten op de kleurinhoud van het zonlicht heeft er tot geleid dat er in April een nieuw standaard-spectrum is gedefinieerd. Het nieuwe spectrum heeft minder groen en meer blauw en rood,” zei Green. Deze hercalibratie gaf de technologie van het ARC centrum een grotere voorsprong op andere technologieën, die er relatief minder op vooruit gingen. De technologie is zo’n 6 procent efficiënter dan de nummer twee, aldus een trotse professor Green. Het team komt nu erg dichtbij de 29 procent, wat gezien wordt als het theoretische maximum van op silicium-gebaseerde cellen.

Anita Ho-Baillie, die het onderzoek naar de cel leidt, zei dat de technologie een grotere voorsprong kon nemen “omdat onze cellen zich juist richten op de blauwe en rode einden van het zonlichtspectrum”. “We hebben veel moeite moeten doen om ervoor te zorgen dat het energie-rijke blauwe licht pas nabij het oppervlak van de cel geabsorbeerd wordt. Voor het rode licht hebben we ook veel moeite moeten doen, omdat dit uberhaupt moeilijk absorbeert.”

Green voegde toe dat “deze speciale licht-vangnetten zorgen ervoor dat het voor het licht lijkt of de cel veel dikker is dan deze daadwerkelijk is. Deze technologie kan onder andere gebruikt worden voor dunne-film zonnecellen die zo’n 100 maal dunner zijn dan conventionele zonnecellen.” Directeur va het ARC-centrum Stuart Wenham zei dat de focus nu ligt op het introduceren van de technologie op de commerciële markt. “Versies van onze technologie die geschikt zijn voor commerciële productie worden momenteel getest en geïntroduceerd.”

Betere grondstof voor zonnecellen ontwikkeld

Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat twee grote struikelbokken van de huidige technologie overwint: het absorberen van al het zonlicht en het makkelijk opvangbaar maken van de losgemaakte elektronen. Scheikundigen van de Ohio State University combineerden een geleidend plastic met diverse metalen om het hybride materiaal te verkrijgen. Onder de metalen bevinden zich onder andere titanium en molybdeen. Het materiaal kan volgens de onderzoekers tot een revolutie leiden.

“Er bestaan andere hybride materialen die sterk lijken op dit materiaal, maar het voordeel van deze variant is dat het het complete zonnespectrum absorbeert,” aldus professor en projectleider Malcolm Chisholm van de universiteit van Ohio. Zonlicht bevat het complete spectrum van kleuren dat we met het blote oog kunnen waarnemen – de kleuren van de regenboog. Maar wat we in feite waarnemen als kleuren zijn verschillen in energie, of golflengte in licht. De huidig toegepaste materialen absorberen slechts een beperkt bereik aan golflengtes, wat tot gevolg heeft dat slechts een klein deel van de mogelijke energie uit het zonlicht gehaald wordt. De rest wordt simpelweg teruggekaatst.

Het nieuwe materiaal is het eerste halfgeleidende materiaal dat alle energie uit het zichtbare licht in één keer kan absorberen. Elektriciteit wordt op de zelfde manier verkregen als uit het momenteel populaire silicium: het licht verhoogt het energieniveau van elektronen en zorgt ervoor dat ze zich vrij door het materiaal kunnen bewegen. Vervolgens worden ze opgevangen en naar een elektrode gebracht, om deel uit te maken van de elektrische stroom. In conventionele zonnecellen gaat dit laatste regelmatig mis, omdat de losgeweekte elektronen slechts een fractie van een seconde ‘los’ blijven. Als ze binnen deze tijd niet worden opgevangen, vallen ze terug in een lagere energietoestand en zijn ze niet meer op te vangen. In het nieuwe hybride materiaal blijven de elektronen echter een stuk langer (tot wel 15.000 keer!) in hun vrije toestand. Hierdoor kunnen ze makkelijker worden opgevangen, wat het rendement van de zonnecel ten goede komt.

Het materiaal is helaas nog verre van commercieel exploitabel; de experimenten werden op zeer kleine schaal uitgevoerd. Het experiment was dan ook vooral bedoeld als ‘proof of concept’ en is bedoeld om verder op te borduren. De onderzoeksgroep zal dit dan ook zeker gaan doen onder leiding van Chrisholm. Er werd in het project samengewerkt met de universiteit van Taiwan. Wie weet wat er in de toekomst uit komt rollen!

Roofray: bereken het zonne-vermogen van je huis

Wie een set zonnepanelen wil aanschaffen, maar niet zeker weet of zijn of haar dak wel geschikt is, staat voor een moeilijke keuze. De nieuwe Amerikaanse website roofray kan daarin een helpende hand bieden. De eigenaar van de site heeft de site naar eigen zeggen opgezet omdat hij moe werd van de alsmaar stijgende rekening voor energie. Je kan op de site via google maps je eigen adres intypen en vervolgens het dak van je woning overtrekken. Vervolgens kun je zowel de helling als de hellingsrichting instellen, waarna het programma het totale potentiële vermogen van het dak uitrekent. Daarnaast kun je middels een calculator de kosten en baten van een set zonnepanelen op het dak snel uitrekenen. Je kunt de gegevens van je dak opslaan en vergelijken met mensen over de gehele wereld. Zo kun je zien welke huizen een goed rendement behalen en welke minder.

Wetenschappers bootsen energieopslag planten na

Eén van de grootste nadelen van zonne-energie is dat de zon alleen overdag schijnt. Energie die wel opgewekt, maar niet gebruikt wordt, wordt dus eigenlijk voor niets opgewerkt. Deze energie kunnen we opslaan doormiddel van accu’s, maar dit is een dure, inefficiënte en milieuonvriendelijk oplossing. Het antwoord op dit probleem is volgens Amerikaanse onderzoekers te vinden in de plantenwereld: planten slaan middels fotosynthese overdag zonne-energie op, die ze onder andere ‘s nachts gebruiken om te groeien. Geïnspireerd door dit proces gingen de onderzoekers aan de slag.

De wetenschappers van het Massachussets Institute of Technology (MIT) hebben een proces ontwikkeld waarbij water met behulp van zonlicht wordt gesplitst in de gassen waterstof en zuurstof. Deze gassen kunnen later weer als brandstof gebruikt worden in een speciale brandstofcel, die koolstofvrije energie levert. De sleutel in het werk van de wetenschappers is een elektrode waarbij de materialen en cobalt een rol spelen. Zodra er elektriciteit door de elektrode wordt gestuurd, vormt het materiaal een laagje over de elektrode. Hierbij komt zuurstof vrij. Combinatie met een andere elektrode (gebaseerd op platina) zorgt ervoor dat ook waterstof wordt geproduceerd, waardoor het water feitelijk compleet ontleedt wordt. Het resultaat is een milieuvriendelijk systeem dat eenvoudig op te zetten is in een PH-neutrale omgeving. Dit staat in sterk contrast met conventionele accu’s, waarin zuren en zware metalen een belangrijke rol spelen. De onderzoekers hopen dat de technologie over ongeveer 10 jaar toepasbaar is in huishoudens over de hele wereld.

Bron: Sciencedaily