Energietechnologieën van de toekomst

Dit artikel levert ideeën over hoe twee technologieën van vernieuwbare energie zich de komende jaren kunnen ontwikkelen. Het is geschreven ter ondersteuning van de chat-sessie met prof. Dharmadasa op 25 april 2008.

Op dit moment wordt de meeste energie opgewekt met fossiele brandstoffen. Meer dan 80 procent van de energievoorraad ter wereld komt uit fossiele bronnen (cijfer uit 2005, volgens het Internationale Energieagentschap), en dat houdt in: olie, aardgas en steenkool; deze zijn van nature niet duurzaam, terwijl het behoud van natuurlijke hulpbronnen van vitaal belang is om onze toekomst veilig te stellen.

Technologieën van vernieuwbare energie zullen een cruciale rol spelen in het energielandschap van de toekomst. Zonne-energie gebruikt zonnecellen om licht rechtstreeks om te zetten in elektriciteit. Deze zonnecellen gebruiken van oudsher silicium als het belangrijkste onderdeel, maar er wordt intensief onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van polymere zonnecellen als de bron voor zonne-energie van de toekomst.

Op polymeren gebaseerde zonnecellen bieden een aantal voordelen. Ze zijn lichter dan cellen die op silicium gebaseerd zijn (wat belangrijk is voor kleine autonome sensoren), minder duur om te maken, flexibel, en ze bieden grote flexibiliteit in termen van ontwerp. Er is een brede variëteit aan potentiële toepassingen voor cellen van dit type, bv. automotoren, tv-toestellen, mobiele telefoons.

Er zijn nog wat ontwerpproblemen die weggewerkt moeten worden voordat kunststoffen silicium op significante schaal kunnen vervangen. De efficiëntie van polymere cellen is nu nog veel lager dan die van siliciumcellen, hoewel hier snel verbetering in optreedt. Ook wordt de efficiëntie van polymere zonnecellen na verloop van tijd minder, vanwege milieueffecten, waardoor goed beschermende deklagen essentieel zijn. Het is echter duidelijk dat in de toekomst kunststof zonnecellen een haalbare, goedkope alternatieve elektriciteitsbron zullen vormen, met de mogelijkheid om ze in elke vorm en grootte te produceren om zo te passen in een uitgebreide reeks van toepassingen.

In de toekomst zullen steeds meer geavanceerde polymere cellen de productie mogelijk maken van een dunne polymere laag, die in vellen uitgerold kan worden. Hierdoor zal het mogelijk worden om grote stukken zonnecellenfolie te snijden en op niet-vlakke oppervlakken te bevestigen – iets wat nu nog moeilijk is.

Op een vergelijkbare manier maken windturbines (technologie die de kinetische energie in wind omzet in mechanische energie) steeds meer gebruik van gevorderde ingenieurstechnieken (mogelijk gemaakt door kunststoffen) om de mogelijkheden van windenergie te vergroten. De bladen van veel moderne windturbines zijn gemaakt van met vezels versterkte kunststof. Dergelijke composietmaterialen resulteren in bladen die stijf, zeer duurzaam en licht van gewicht zijn. De kenmerken van kunststof – grote kracht, laag gewicht – maken ze tot een ideaal materiaal voor windgeneratoren, waardoor een eenvoudiger installatie, verbeterde duurzaamheid en minder onderhoud  mogelijk worden.

Uit al deze dingen blijkt dat materialen een kritieke factor zijn bij het mogelijk maken van nieuwe ontwikkelingstechnologieën die enorme voordelen voor het milieu bieden. Kunststoffen zijn licht, duurzaam en veelzijdig, en zullen essentiële bondgenoten van ingenieurs zijn bij hun ambitie om steeds efficiëntere en effectievere energietechnologieën te creëren.

Meer informatie hierover

Meer over prof. Dharmadasa

Chat-kalender