Sonkrag

Hierdie artikel handel oor die omskakeling van energie van sonlig in elektrisiteit. Vir 'n breër reeks menslike gebruike vir sonlig, sien Sonenergie. Vir die eenheid van lig van sterre en sterrestelsels, sien Sonligsterkte.

Sonkrag is die energie van die son, waarsonder geen lewe op aarde moontlik sou wees nie. Sonkrag word al vir jare wyd beskou as 'n ernstige bron van energie omdat daar soveel enorme hoeveelhede van hierdie energie vrylik beskikbaar is, indien dit deur die moderne tegnologie ingespan sou kon word.

‘n Eenvoudige voorbeeld om die energie van die son voor te stel, kan gesien word wanneer 'n mens 'n vergrootglas gebruik om sonstrale op 'n stuk papier te fokus. Nie lank nie, en die papier sal in vlamme opgaan. Hierdie is net een manier om die son se energie te gebruik. Vlamme is egter gevaarlik en moeilik om te beheer. 'n Veel veiliger en praktiese manier om die son se energie in te span, is om dit te gebruik om water mee te verhit.

Sonakkumulators 
Sonakkumulators word dikwels op dakke met 'n noordelike front gemonteer om sowel die direkte as verstrooide straling op te vang. Vir maksimumdoeltreffendheid moet die kante en die rug van enige versamelstelsel uit isoleermateriaal bestaan, terwyl die plaatoppervlak dofswart moet wees om soveel straling as moontlik op te vang. Die hele stelsel kan dan met enkel- of dubbelglaspanele bedek word.

Ongeveer 50 % van die klein hoeveelheid energie wat die swart plaat weerkaats, word weer deur die glaspaneel op die plaat teruggekaats. Die terugkaatsing van hierdie energie deur die glaspaneel staan bekend as die kweekhuis-beginsel omdat dit die manier is waarop die temperatuur in 'n kweekhuis hoër gehou kan word as dié van die omringende lug.

'n Vloeistof, gewoonlik water en 'n vriesweringsmiddel, vloei in 'n geslote stelsel onder die plate. 'n Hitteruiler word gebruik om die energie uit die verhitte vloeistof te trek. Dit vind plaas deur die oordrag van hitte tussen vloeistowwe sonder dat die vloeistowwe meng.

In gematigde klimaatstreke kan 'n paar versamelplate voldoende energie vir die warmwaterstelsel van 'n huis verskaf. Plat plaatversamelaars kan net warmte verskaf tot temperature laer as 100 °C. Wanneer temperature hoër as 100 °C verlang word, is dit nodig om spieëls te gebruik om die sonstrale te fokusseer.

Volgens oorlewering het Archimedes meer as 2 000 jaar gelede 'n soortgelyke stelsel gebruik om die Romeinse vloot aan die brand te steek wat sy geboortestad, Sirakuse, beleër het. Fokusversamelaars is afhanklik van die energie van direkte sonlig en kan dus net doeltreffend gebruik word op helder, sonnige dae. Konkawe fokusversamelaars moet voortdurend die son op sy baan deur die lug volg.

Gekonsentreerde sonkragaanlegte 
 Een metode om sonkrag te gebruik is om dit te konsentreer met lense of spieeëls. Dikwels word dit in paraboliese trogge gedoen of met 'n heelparty spieëls wat op 'n toring fokuseer. Die gekonsentreerde sonkrag verhit 'n stoormedium.  Dit is dikwels 'n gesmelte soutmengsel soos 'n eutektiese mengsel van natrium- en kaliumnitraat. Die vloeibare sout word rondgepomp en gebruik om 'n hitte-enjin aan te dryf om elektriese krag op te wek.

Die voordeel is dat die medium nog lank na sonsondergang warm bly en nog stroom lewer in die aande. Die nadele is dat dit 'n groot area vereis, wat in woestyngebiede nie so 'n groot probleem is nie, maar die hitte-enjin vereis ook verkoeling en water is daar skaars en duur. Die ander nadeel is dat hitte-enjins onderwerp is aan die termodinamiese grense van die Carnot-siklus. Baie energie word as afvalhitte verloor.

Sonselle 

Die batterye van sonselle kan direkte of verstrooide sonlig in elektriese energie omsit. Hierdie proses, die oes van fotovoltaïese energie is nie afhanklik van warmte nie, soos onlangse eksperimente met sonselle by die Suidpool bewys het.

Halfgeleiers kan gebruik word om ligenergie direk in elektrisiteit om te sit. Kadmiumsulfied (CdS) en silikon (Si) is die mees algemene halfgeleiers. CdS-selle is minder stabiel, maar goedkoper om te vervaardig. In die jare 2010 het sonselle baie goedkoper geword. Per kWh is dit nou die goedkoopste elektrisiteit, maar dit is steeds wisselvallig. Snags is daar geen sonlig nie en in die somer baie meer as in die winter. Chemiese opgaarbatterye word dikwels saam met sonenergiestelsels gebruik om hierdie probleem te oorwen. Die oortollige energie wat op sonnige dae vervaardig word, kan geberg word vir bewolkte dae sonder direkte sonlig. Maar batterye is nog steeds te duur om dit grootskaals aan te wend. Ander oplossing soos die produksie van groen waterstof deur elektrolise is steeds in ontwikkeling.

Sonkrag in Namibië 
Namibië het baie sonlig, so'n 300 dae per jaar. In 2023 floreer dié land se sonkragmark. Dit lok nuwe beleggings en fokus op projekte wat aan die netwerk gekoppel is asook buite sy netwerk. Die land beoog om teen 2025 80% van sy bevolking aan hernubare energie te koppel en dit het in 2023 'n ooreenkoms met die Europese Unie geteken om groen waterstof wat met sy sonkrag verkry is, aan die EU te gaan lewer.

Sien ook 
 Elektrisiteit
 Energie
 Hernieubare energie
 Noer I
 Sonenergie

Galery

Verwysings 

Energie-omsetting