We hebben een aantal goede redenen
om volledig over te gaan op zonne-energie.
Het is in veel gevallen goedkoper
en zeker duurzamer
dan onze traditionele krachtcentrales
die grondstoffen als steenkool gebruiken,
die uiteindelijk op zullen raken.
Dus waarom vervangen we
die traditionele centrales niet door zonne-energie?
Omdat er één factor is
die zonne-energie erg onvoorspelbaar maakt:
bewolking.
Wanneer zonnestralen naar de aarde komen,
worden sommige geabsorbeerd door de atmosfeer,
sommige worden teruggekaatst de ruimte in,
maar de rest haalt het tot het aardoppervlak.
Stralen die niet afgebogen worden,
noemen we directe straling.
Stralen die worden afgebogen door wolken
noemen we diffuse straling.
De stralen die eerst worden weerkaatst door een oppervlak,
zoals een naburig gebouw,
voordat ze een zonnecollector bereiken,
noemen we gereflecteerde straling.
Maar voordat we onderzoeken hoe wolken
de zonnestralen en energieproductie beïnvloeden,
laten we eerst eens zien hoe deze zonnecollectoren werken.
Ten eerste hebben we de zonnetoren.
Die bestaat uit een centrale toren,
omgeven door een enorm veld vol spiegels
die met de zon meedraaien
en alleen de directe stralen richten op een enkel punt op de toren,
een beetje zoals een enthousiaste strandganger.
De hitte die deze stralen genereren is zo immens,
dat het gebruikt kan worden om water te koken,
waardoor stoom ontstaat die een ouderwetse turbine aandrijft
die elektriciteit maakt.
Maar bij zonnecollectoren
denken we meestal aan fotovoltaïsche cellen,
ofwel zonnepanelen,
wat het meest gebruikte systeem is om zonne-energie op te wekken.
Bij zonnepanelen komen fotonen van de zonnestralen tegen het paneel
en komen elektronen vrij, waardoor stroom ontstaat.
Zonnepanelen kunnen alle soorten straling gebruiken,
terwijl zonnetorens enkel met directe straling werken.
Dit is waar de wolken belangrijk worden,
want afhankelijk van hun omvang en plaats voor de zon,
zorgen ze voor een toe- of afname
van de hoeveelheid geproduceerde energie.
Slechts een paar stapelwolken voor de zon
kunnen de elektriciteitsproductie van zonnetorens al bijna stopzetten,
omdat ze afhankelijk zijn van directe zonnestralen.
Bij zonnepanelen zullen de wolken ook de energieopbrengst verminderen,
hoewel niet zo veel,
want ze kunnen alle soorten straling gebruiken.
Maar dit hangt allemaal af van de exacte positie van de wolk.
Door weerkaatsing of het fenomeen
dat Mie-verstrooiing heet,
kunnen de zonnestralen door de wolken
zelfs naar voren gericht worden en zorgen voor meer dan 50% toename
van de zonnestralen die het zonnepaneel bereiken.
Als met deze mogelijke toename, geen rekening is gehouden
kan dit het zonnepaneel beschadigen.
Waarom is dit belangrijk?
Nou, je wilt niet dat deze les stopt
omdat er een wolk over je zonnepaneel komt.
Bij zonnetorens staan grote tanks met gesmolten zout of olie
om de overtollige hitte op te slaan
voor later gebruik.
Zo wordt het probleem aangepakt van de schommelende zonnestraling
op de productie van elektriciteit.
Maar in het geval van zonnepanelen
is er momenteel geen betaalbare manier
om extra energie op te slaan.
Dat is waar de ouderwetse centrales helpen,
want om de schommelingen van zonnecollectoren op te vangen,
is extra elektriciteit van ouderwetse bronnen
nog altijd noodzakelijk.
Waarom gebruiken we die ouderwetse krachtcentrales
niet gewoon als ondersteuning,
in plaats van er afhankelijk van te zijn als onze belangrijkste energiebron?
Het is gewoon onmogelijk
om bij een kolen- of kerncentrale een knop om te draaien
om meer of minder energie te produceren,
afhankelijk van het aantal wolken in de lucht.
De reactietijd zou simpelweg te lang zijn.
In plaats daarvan voorkomt men de schommeling
door altijd extra elektriciteit te produceren
in ouderwetse krachtcentrales.
Op heldere dagen wordt deze energie misschien verspild,
maar als het bewolkt is, vangt het de tekorten op.
Hiervan zijn we nu afhankelijk voor een constante aanvoer van energie.
Daarom zijn veel onderzoekers geïnteresseerd in het voorspellen
hoe en waar wolken ontstaan, met behulp van satellietbeelden
of camera's die op de lucht letten,
om zo maximale energie uit zonnecollectoren te halen
en zo min mogelijk energie te verspillen.
Als we dat voor elkaar krijgen, zou je van deze video kunnen genieten,
door alleen zonnestralen te gebruiken, ongeacht wat voor weer het is.
Hoewel, als buiten de zon schijnt, ben je misschien eerder geneigd
om een ander soort wolkenkijken te ondernemen.