Snap je het? Een draaiende lus produceert dus een oscillerende flux; als je de waarden ervan grafisch zou weergeven, zou het een sinusgolf vormen. Dat creëert een oscillerende spanning in de draad, waardoor elektronen bewegen, en boem: je hebt wisselstroom. Je hebt zojuist een generator gemaakt! Dit heet elektrische inductie.
Nu kun je dit versterken door die ene draadlus te vervangen door een omwikkelde spoel met heel veel lussen. Oh, het werkt ook andersom: in plaats van een spoel in een stationair magnetisch veld te laten draaien, kun je magneten rond een stationaire spoel draaien. De relatieve beweging is het enige dat telt.
Er een draai aan geven
Je ziet dus dat bijna alle methoden voor het opwekken van elektrische energie neerkomen op een magneet en een draadspiraal. We hebben alleen een manier nodig om het een of het ander te roteren. Daarvoor hebben wij enkele mogelijkheden. Als je grote bladen op je rotor plaatst en deze aan de wind blootstelt, oefent de botsing van luchtdeeltjes op de bladen een koppel uit en draait een as. Dat is een windturbine. Of je kunt turbines in een grote dam plaatsen en het stromende water gebruiken om ze in beweging te brengen – dat is waterkracht.
Je kunt ook water koken en stoom gebruiken om de turbines aan te drijven. Dit is wat de meeste elektriciteitscentrales in feite doen, meestal door fossiele brandstoffen te verbranden om warmte te produceren. Dat kan steenkool, olie of aardgas zijn, het is allemaal dezelfde technologie. Of je kunt ondergrondse warmte aanboren en die gebruiken om stoom te produceren. Ja, dat is geothermische energie.
In feite werkt kernenergie ook zo: je neemt een zwaar element zoals uranium en splitst het in kleinere atomen, waardoor je energie krijgt om het water te verwarmen en stoomturbines aan te drijven. Ja, het enige verschil tussen een kolencentrale en een kerncentrale is de manier waarop je het water kookt. Je dacht dat het ingewikkelder was, toch?
Maar nogmaals, er is een grote uitzondering: een generatietechnologie die geen gebruik maakt van elektrische inductie. Heeft u de omissie opgemerkt? Ironisch genoeg zijn het zonnepanelen. Fotovoltaïsche cellen zijn solid-state apparaten (ze hebben geen bewegende delen) en zetten licht direct om in elektriciteit.
Rechtstreeks van de Bron
Hoeveel sap kunnen we rechtstreeks uit de zon halen? Welnu, de intensiteit van de zonnestraling neemt af naarmate deze zich van de zon verwijdert, omdat een bepaalde hoeveelheid licht over een groter gebied wordt verspreid. En wanneer het de aarde bereikt, wordt een deel van dat licht geabsorbeerd of verstrooid in de atmosfeer. (Daarom is de lucht blauw.) Maar we bevinden ons op een perfecte afstand, een afstand die ervoor zorgt dat de oceanen niet wegkoken of bevriezen.
Op de evenaar bedraagt de zonneflux (de hoeveelheid energie die de grond raakt) ongeveer 1.000 watt per vierkante meter. Natuurlijk is de aarde gekromd, zodat deze afneemt naarmate je dichter bij de polen komt. Maar op een goede plek, met een paneel met een conversie-efficiëntie van 20 procent, kun je tot 200 W/m2 bereiken2. Dat betekent dat er slechts een paar panelen nodig zijn om in alle elektriciteit te voorzien die een huis nodig heeft.
Dus ja, de meeste energie die we gebruiken komt van de zon. Je zou fossiele brandstoffen zelfs kunnen zien als batterijen, waarin zonne-energie wordt opgeslagen voor toekomstige beschavingen. Maar met de oude technologieën krijgen we die energie indirect, na meerdere conversies van de ene vorm naar de andere – en onvermijdelijke verliezen onderweg. Waarom laten we de tussenpersonen niet achterwege en gaan we voor direct? Geen CO2-uitstoot, geen luchtvervuiling, geen radioactief afval, geen mijnbouw- of transportkosten. En de zon zal nog 5 miljard jaar blijven schijnen.
