Sonkrag – Energie van die son – KragDag Gemeenskap
Energie kan nie geskep of vernietig word nie, maar ons kan dit wel omskakel van een vorm na ‘n ander meer bruikbare vorm. Met die uitsondering van kernenergie, is ons totaal afhanklik van die son vir ons energiebehoeftes. Selfs olie-, steenkool-, wind- en deiningsenergie is almal vorme van sonenergie! Die uitdaging rondom die benutting van sonenergie is om hierdie energiebron effektief te kan gebruik. Hoe werk sonenergie? Wanneer die son skyn word energie in die vorm van elektromagnetiese golwe, wat oor ‘n wye frekwensiespektrum strek, van die son na die aarde uitgestraal. Breedweg bestaan die son se stralingspektrum uit drie dele naamlik ‘n ultaviolet gedeelte, ‘n sigbare lig gedeelte en ‘n infrarooi gedeelte. Die grens tussen die ultraviolet gedeelte en die sigbare lig gedeelte is ongeveer by ‘n golflengte van 380 nanometer, terwyl die grens tussen die sigbare gedeelte en die infrarooi gedeelte by ongeveer 625 nanometer lê. Dit is baie interessant dat die piek uitstraling per nanometer in terme van golflengte in die groen gebied is. Die groen kleurgolflengte is dan ook die goIflengte waarvoor die menslike oog die sensitiefste is en word min of meer in die middel van die sigbare ligspektrum gevind by ongeveer 500 nanometer golflengte. Dit is dan ook om hierdie rede dat tennisballe ‘n geelgroen kleur het en dat baie veiligheidsklere ter wille van hoë sigbaarheid ook dieselfde kleur het.
Dit is belangrik om te onderskei tussen sonenergie en sonkrag. Sonenergie is die energie wat van die son uitgestraal word. In die atmosfeer word baie van die stralingsenergie geabsorbeer of gereflekteer wanneer die son se strale op die aarde skyn. Wanneer die straling uiteindelik op ‘n voorwerp soos bv ‘n staalplaat inval word ‘n gedeelte geabsorbeer terwyl die orige gedeelte weer van die voorwerp weg gereflekteer word. Die kleur wat die voorwerp vir die menslike oog vertoon word veroorsaak deur die kleurfrekwensie van die gereflekteerde straling. Die geabsorbeerde straling word oorwegend omgeskakel in termiese energie. ‘n Verdere gedeelte van die geabsorbeerde straling kan ook in natuurlike en mensgemaakte stelsels omgeskakel word in respektiewelik chemiese bindingsenergie en in elektriese energie soos in die geval van fotosintese by plante en fotovoltaïese omsetting by fotovoltaïese selle. Ons praat van sonkrag wanneer die son se stralingsenergie in elektrisiteit omgeskakel word. Dit kan gedoen word deur óf fotovoltaïese prosesse te gebruik, óf deur gekonsentreerde sonkrag te gebruik maar ook deur ‘n kombinasie van beide.
Dit is ‘n uitdaging is om die energie van die son te kan versamel en te gebruik. Vir die doel van hierdie artikel het sonenergie twee hoofgebruike naamlik om hitte te voorsien en om elektriese krag op te wek. Die omskakeling van straling na hitte is baie effektief en goedkoop. Daarenteen is die omskakeling van straling na elektrisiteit weer duurder en meer ingewikkeld – of so wil ons graag dink. Om hierdie omskakeling na elektrisiteit te doen word hoofsaaklik drie komponente benodig naamlik Versamelaars, Energiebergingseenhede en Omskakelaars. Hier volg ‘n kort opsomming van hierdie komponente:
Versamelaars: Drie hooftipe versamelaars word geïdentifiseer naamlik Monokristalyne-, Polikristalyne- en Dunfilmversamelaars. Hiervan word die polikristalyne-versamelaar die meeste gebruik. Alhoewel dit nie die mees effektiewe sonpaneel is nie, is dit tog die goedkoopste.
Energieberging: Berging en stoor van elektriese energie word hoofsaaklik met batterye gedoen waarvan ‘n groot verskeidenheid bestaan. Elkeen het sy eie voor- en nadele.
Omskakelaars: Omskakelaars word gebruik om die elektriese energie wat versamel is direk uit die sonstelsel te verbruik of om dit in batterye in te pomp vir elektriese energieberging. ‘n Ander soort omskakelaar word weer gebruik om die gelykstroom spanning van die battery na 220V wisselstroom te verander. Verskillende soorte van hierdie omskakelaars is in die handel verkrygbaar wat met verskillende tegnologieë werk.
Kilojoule.co.za bied eersdaags in samewerking met KragDag ‘n kursus oor Sonkragstelsels aan waarin die verskillende soorte hoofkomponente van ‘n sonkragstelsel behandel sal word. Verder sal gekyk word na die verskillende elektriese eenhede wat van belang is in die ontwerp van ‘n sonkragstelsel op ‘n wyse dat elke kursusganger dit gemaklik kan verstaan. ‘n Behoeftescenario sal gestel word en die kursusganger sal deur die berekeninge vir daardie scenario begelei word. Die soort en hoeveelheid sonpanele, batterye en omskakelaars wat benodig word sal dan bepaal word. Verskillende strategieë word bespreek wat tydens die ontwerp gevolg kan word. Die soorte onderdele van bogenoemde komponente soos hierbo word bespreek in terme van elk se voor- en nadele. Bedradingsdiagramme en meganiese koppelinge vanuit ‘n veiligheidsperspektief word ook verduidelik. Die kursus word afgesluit met die belangrikheid van elektriese metings want ‘n bekende uitdrukking lui immers “om te meet is om te weet”. Kursusmateriaal in Afrikaans word aan elke kursusganger beskikbaar gemaak.
Uit vorige aanbiedings is ondervind dat groot verwarring by mense bestaan oor wat kilowatt (kW) en kilowatt-uur (kWh) is. Watt is die tempo waarteen energie omgeskakel word. Dit is hoekom sonpanele en boormasjiene in Watt gespesifiseer word. Die vervaardiger het geen idee hoe lank die boormasjien gebruik gaan word nie en sal dus nie weet hoeveel energie van Eskom aangekoop moet word nie. Dieselfde is waar vir ‘n sonpaneel waar die vervaardiger nie weet hoeveel ure dit aan son blootgestel gaan wees nie. Kilowatt-uur is ‘n eenheid van energie alhoewel dit nie die beste energie-eenheid is nie. Joule is trouens ‘n meer korrekte eenheid, maar word baie min gebruik. Die verhouding tussen kilowatt-uur en joule is: 3 600kJ is gelykstaande aan 1kWh.
Die verwarring ontstaan wanneer ons dink kWh is die energie wat in een uur gebruik word. Dit is nie noodwendig so nie en dit word as volg gemotiveer: Gestel ‘n ketel se element verbruik 2kW energie. Indien dit vir ‘n uur lank aan was is 2kWh energie verbruik. Indien ons dit 10 keer ‘n dag gebruik vir 3 minute dan het ons (10 x 3)/ 60 x 2 kW = 1 kWh verbruik. So ook, as ‘n 5W LED lig vir 12 ure gebruik word, dan is 12 ure x 5W = 0.06 kWh energie verbruik.
Indien u die onderwerp oor Sonkragstelsels stimulerend vind kom geniet dan ‘n lekker leersame dag oor Sonkraginstallering saam met ons op 18 November 2017 by Diamantvallei.
By Rian Venter|2017-11-28T16:38:40+02:00Oktober 17th, 2017|Categories: Energie, Webjoernaal|Tags: sonkrag|2 Comments
About the Author: Rian Venter
Bernhard Scheffler 2017-10-18 at 23:01 - Reply
Die berekening van die verbruik van die ketel is foutief. Vir ‘n 2 kW ketel soos aangedui is dit (10×3/60) x 2 = 1 kWu. Nie 0.5 kWu nie!
Deon Vosloo 2017-10-19 at 16:05 - Reply
Bernhard, baie dankie vir jou fyn oplettenheid! Ons het dit reggestel.