abstracte macrofoto van zonnecel

Van zand naar silicium naar zonnecellen

Zonnepanelen: het lijkt wel of iedereen ze tegenwoordig op het dak heeft liggen. Er wordt dan ook steeds meer duurzame energie opgewekt met zonnepanelen. De panelen bestaan uit fotovoltaïsche zonnecellen (pv-cellen) in een aluminium frame.

Silicium

De zonnecellen zijn gemaakt van een dun plaatje van het (half)metaal silicium.

Blok silicium op een ondergrond van zonnecellen
Blokje silicium op stapel zonnecellen.

Van dit silicium is een halfgeleider gemaakt door het toevoegen van verschillende stoffen aan de bovenzijde en de onderzijde van het plaatje. Daardoor zijn de eigenschappen van het silicium zodanig veranderd dat er een elektrische spanning ontstaat tussen deze boven- en onderkant zodra er (zon)licht op valt. Op deze wijze wordt het licht omgezet in duurzaam opgewekte electriciteit.

Zand

Maar waar komt het silicium nu eigenlijk vandaan?

Bergje zand op een ondergrond van zonnecellen
Bergje zand op stapel zonnecellen

Silicium wordt gemaakt uit (kwarts)zand, oftewel siliciumdioxide oftewel silica. Deze stof is in enorme hoeveelheden beschikbaar op aarde. Voor het produceren van silicium uit zand  echter heel erg veel energie nodig.
Daardoor is het nog niet zo lang geleden (2010*) dat het maken van een zonnepaneel meer energie kostte dan het paneel in de rest van haar levensduur op zou kunnen wekken.

Zonnecellen

Gelukkig hebben de ontwikkelingen niet stil gestaan en produceren de huidige generatie zonnepanelen meer energie dan het kostte om ze te fabriceren. Dit komt onder meer door het dunner maken van de plaatjes waardoor er minder silicium nodig is voor de zonnecellen. Ook worden de zonnecellen steeds efficiënter gemaakt waardoor de huidige generatie zonnepanelen meer energie kunnen opwekken dan de vorige generaties panelen.
Op de conceptfoto’s in deze blogpost liggen diverse combinaties van zand, silicium en zonnecellen bij elkaar om de routing van grondstof tot eindproduct weer te geven.

Bergje zand en blokje silicium op een ondergrond van zonnecellen
Zand en silicium op stapel zonnecellen

*) volgens Stanford rapport “Energy Balance of the Global Photovoltaic (PV) Industry – Is the PV Industry a Net Electricity Producer?”, 2013, door  Michael Dale en Sally M. Benson.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.