Begrijpen? Een roterende lus produceert dus een oscillerende flux; als je de waarden in een grafiek zet, ontstaat er een sinusgolf. Hierdoor ontstaat er een oscillerende spanning in de draad, waardoor de elektronen gaan bewegen, en boem: je hebt wisselstroom. Je hebt zojuist een generator gemaakt! Dit heet elektrische inductie.
Nu kunt u dit verbeteren door een enkele draadspiraal te vervangen door een omwikkelde spoel met meerdere spoelen. Oh, het werkt ook omgekeerd: in plaats van een spoel in een stationair magnetisch veld te laten draaien, kun je een magneet rond een stationaire spoel draaien. Relatieve beweging is waar het om gaat.
Draai het om
Je ziet dus dat bijna alle methoden voor het opwekken van elektrische energie gebruik maken van magneten en draadspoelen. We hebben alleen een manier nodig om het een of het ander te roteren. Daarvoor hebben wij verschillende mogelijkheden. Als u grote bladen op een rotor monteert en deze blootstelt aan wind, zal de impact van luchtdeeltjes op de bladen koppel produceren en de as laten draaien. Dat is een windturbine. Of je kunt een turbine in een grote dam installeren en stromend water gebruiken om hem in beweging te brengen: dat is hydro-elektriciteit.
Je kunt ook water koken en de stoom gebruiken om een turbine aan te drijven. Dit is wat de meeste energiecentrales doen, meestal door fossiele brandstoffen te verbranden om warmte te produceren. Het kan steenkool, olie of aardgas zijn, ze hebben allemaal dezelfde technologie. Of je kunt ondergrondse warmte benutten en gebruiken om stoom te produceren – ja, dat is geothermische energie.
In feite werkt kernenergie zo: je neemt zware elementen zoals uranium en splitst ze in kleinere atomen, waardoor je de energie krijgt om 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, nietwaar?
Maar nogmaals, er zijn grote uitzonderingen, generatietechnologieën die geen gebruik maken van elektrische inductie. Heeft u de omissie opgemerkt? Ironisch genoeg was het een zonnepaneel. 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 zonlicht halen? Welnu, de intensiteit van de zonnestraling neemt af naarmate je je van de zon verwijdert, omdat een deel van het licht zich over een groter gebied verspreidt. En wanneer het de aarde bereikt, wordt een deel van het licht geabsorbeerd of verstrooid in de atmosfeer. (Daarom is de lucht blauw.) Maar we bevinden ons op de perfecte afstand, een afstand die ervoor zorgt dat de oceaan niet kookt of bevriest.
Op de evenaar bedraagt de zonneflux (de hoeveelheid energie die de aarde bereikt) ongeveer 1.000 watt per vierkante meter. Natuurlijk is de aarde gekromd, dus wordt ze kleiner naarmate ze 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 behalen2. Dit 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 technologie kregen we die energie indirect, na meerdere conversies van de ene vorm naar de andere – en onvermijdelijke verliezen onderweg. Waarom niet de tussenpersoon eruit halen en er rechtstreeks naar toe gaan? Geen CO2-uitstoot, geen luchtvervuiling, geen radioactief afval, geen mijnbouw- of transportkosten. En de zon zal nog 5 miljard jaar blijven schijnen.
