zonneschijf

Het klinkt haast te mooi om waar te zijn. En toch is het zo. Wetenschappers hebben een fotovoltaïsch systeem ontwikkeld dat 2000 keer meer zonlicht opvangt dan normale zonnecellen en in staat is om tachtig procent van de inkomende zonnestraling om te zetten in bruikbare energie.

Onderzoekers hebben reeds een prototype gebouwd. Het bestaat uit een paraboolschijf die bestaat uit heel veel spiegeltjes. Aan de schijf bevindt zich een systeem dat de locatie van de zon bepaalt en de schijf zo op de zon richt dat deze het meeste zonlicht opvangt. De spiegeltjes reflecteren het zonlicht zo dat het heel geconcentreerd op de fotovoltaïsche chips valt. De chips ontvangen zo 2000 keer meer zonlicht dan ze normaal zouden binnenkrijgen. Vandaar dat de onderzoekers stellen dat hun zonneschijf de energie van 2000 zonnen kan verzamelen. De chips zetten de zonnestraling weer om in bruikbare energie. Elke chip kan op een zonnige dag acht uur lang zo’n 200 tot 250 Watt opwekken. En aangezien de schijf honderden chips bevat, levert deze dus aanzienlijk veel energie.

Meerdere functies

De zonneschijf kan zelfs meerdere functies vervullen. Zo kan de hitte die de koelvloeistof aan de chips onttrekt worden gebruikt om zout water te verhitten en om te toveren tot drinkwater.

Te warm
Een efficiënt systeem dus. Maar ook dit systeem kampt met het probleem waar alle zonnecellen mee kampen. Als ze te warm worden, worden ze minder efficiënt. De onderzoekers hebben daar goed over nagedacht. Direct onder de fotovoltaïsche chips bevindt zich een netwerk waardoor een koelvloeistof loopt. Deze vloeistof absorbeert de hitte en doet dat zeer efficiënt: ongeveer tien keer efficiënter dan lucht. Hierdoor blijft de temperatuur van de chips stabiel. Zelfs als ze heel geconcentreerd zonlicht toegespeeld krijgen.

Samenwerken
Het ontwerp van de zonneschijf is gebaseerd op tientallen jaren onderzoek van de meest uiteenlopende wetenschappelijke instituten en bedrijven. Zo is het systeem van de koelvloeistof geïnspireerd op het bloedvatensysteem in de menselijke huid en ontwikkeld door IBM. Terwijl de spiegeltjes die het zonlicht geconcentreerd binnen laten vallen weer het werk zijn van Eidgenössische Technische Hochschule Zürich. Zo bundelen verschillende instanties hun krachten en expertise om de zonneschijf werkelijkheid te laten worden.

Afbeelding: IBM.

Afbeelding: IBM.

Lage kosten
Naar verwachting kan een zonneschijf straks tegen relatief weinig geld geproduceerd worden. En omdat deze zo efficiënt met zonlicht omgaat, zijn de kosten per kilowattuur relatief laag. Mogelijk zelfs vergelijkbaar met de kosten van energie die in kolencentrales wordt opgewekt.

De komende jaren zullen wetenschappers hard aan de zonneschijf blijven werken. Ze hebben daarvoor iets meer dan twee miljoen dollar gekregen. Uiteindelijk moet er met dat geld over drie jaar een zonneschijf zijn die tegen een aantrekkelijke prijs kan worden geproduceerd.