Sinds het drama van Fukushima lijkt het debat over de toekomstige energieopwekking voor lange tijd in het voordeel van zonne-energie als opvolger van energie uit fossiele brandstoffen beslecht te zijn. Zonne-energie kost immers geen fossiele brandstoffen, heeft geen CO-2 uitstoot (de productie en vervoer van zonne-panelen daargelaten) en draagt zo niet bij aan de opwarming van de aarde. Dat causale verband is overigens niet aangetoond, maar ook al zou het niet zo zijn, dan blijven de eerste twee zaken waarheden als koeien. Fossiele brandstoffen raken op en ook al warmt CO-2 de aarde niet op, dan nog valt er alles voor te zeggen om geen stoffen de atmosfeer in te jagen zonder te weten wat de consequenties er van zijn. Maar warmt zonne-energie de aarde niet alsnog op? Tijd voor een gedachte-experiment:
Zwarte leggings
Een kind weet al dat het bij zonnig weer met de blote voeten beter op wit zeil kan gaan staan dan op asfalt. Als de temperaturen stijgen dan verdwijnt de zwarte legging terreur als sneeuw voor de zon. Waarom? Omdat zowel kinderen als anorexiameisjes doorhebben dat het anders veel te heet wordt onder de voeten of aan de billen. Witte oppervlakken kaatsen licht terug en zwarte oppervlakken zetten licht om in warmte. Dit verschil in weerkaatsingsvermogen heet albedo. Hoe beter licht wordt weerkaatst, hoe hoger het albedo. Een ultiem weerkaatsend oppervlak heeft een albedo van 100%.
Communicerende polen
Een zonnepaneel heeft een bedroevend laag albedo en dat is logisch. Het is immers juist ontworpen om zoveel mogelijk zonlicht te absorberen en om te zetten in energie. En omdat alle energie uiteindelijk volgens de regels van de entropie wordt omgezet in warmte, draagt het zonnepaneel uiteindelijk bij aan de opwarming van de aarde. Voor elk zonnepaneel dat je op je dak plaatst wordt een stukje aardoppervlak dat voorheen zonlicht deels terugkaatste richting de ruimte, vervangen door een oppervlak dat zoveel mogelijk zonlicht absorbeert en omzet in energie. Voor elk zonnepaneel dat je op je dak zet, trek je als het ware de aarde een stukje zwarte legging aan.
En die extra warmte blijft voorlopig in het systeem. Natuurlijk wordt warmte uiteindelijk afgevoerd bij de polen, maar die gaan echt niet harder werken, tenzij je gelooft dat de Noord- en Zuidpool even met elkaar bellen: “Henk & Ingrid heb een gesubsidieerd zonnepaneeltje geplaatst; We moeten voortaan wat harder warmte uitblazen”. Niet dus.
Witte panelen
Zo lang het om een paneeltje in een vinex wijkje gaat is dit totaal niet significant, maar dat wordt wellicht anders als zonlicht in de energiebehoefte van de wereld moet voorzien. Er zijn dan enorme oppervlakten aan zonnepanelen nodig op plaatsen waar de zon vrijwel permanent schijnt, zoals de Sahara of de Nevada woestijn. Een bruingele lege zandwoestijn heeft een albedo van c.a. 40%; Wanneer die wordt ‘zwartgeverfd’ met zonnepanelen moet dit flink naar beneden gaan. Dit kun je natuurlijk weer compenseren door voor elk zonnepaneel ook een wit dummy-paneel neer te zetten, maar dan heb je wel twee keer zoveel aardoppervlakte nodig. De kosten stijgen navenant.
Vergezocht allemaal? Misschien. Ik ben geen wetenschapper en niet nerd genoeg om de mate van opwarming door zonnepanelen op significantie te onderzoeken. Typisch is dat dit effect niet in klimaatdiscussies wordt ingebracht. Bovendien kan het ook weer niet zo vergezocht zijn als je bedenkt dat er al malloten rond lopen met plannen om het hele Andesgebergte maar wit te verven om de aarde wat af te koelen.
Array van zonnepanelen in Nevada (bron: Wikimedia Commons)
Follow
Jun 17, 2011 @ 13:31:53
Test!
Jun 17, 2011 @ 13:50:17
De zonnepanelen absorberen de zonne-energie en zetten deze om in electriciteit. Die energie wordt dus weggevoerd van de plek waar ie het paneel binnenkwam. Precies waar zit dan de energie die volgens jou zorgt voor de ‘opwarming van de aarde’?
Jun 18, 2011 @ 10:07:42
Zonnepanelen zijn niet 100% efficient; ze zetten energie DEELS om in electriciteit; een ander deel blijft als restwarmte achter. Vervolgens wordt de electriciteit op transport gezet, maar dat is niet 100% efficient; Een deel verdwijnt als warmte. Vervolgens worden met die electriciteit machines, lampen etc bediend maar die zijn bij lange na niet efficient en zetten een groot deel van de energie niet om in beweging of licht maar in warmte. Uiteindelijk is alle energie omgezet in warmte. Dit is standaard natuurkunde en niets nieuws. Het nieuwe bij zonne-energie is dat het nu gaat om energie gaat die we van buiten de aarde hebben gehaald. We hebben dus energie toegevoegd aan het systeem.
Aug 01, 2011 @ 17:30:52
Alle gebruikte energie wordt omgezet in warmte. Energie-verbruik draagt dus per definitie bij aan het zgn. opwarmen van de aarde, dus ook verbruik van zonne-energie.
Vermakelijk in die discussie is dat het snel groeiende consumenten en kantoorartikel dat nogal wat stroom verbruikt de air-conditioner is, die we voornamelijk inzetten om t koeler te krijgen.
Aug 02, 2011 @ 08:38:10
Een airco aanzetten is voor de aarde net zoiets als je koelkast openzetten in je huis in de hoop dat het dan afkoelt. Na een tijdje heerst er in je kamer een woestijnklimaat
Nov 22, 2011 @ 08:27:27
Er zijn (of liever gezegd er waren) alternatieve zonnepanelen op de markt, die niet in grote zwarte panelen zijn ingebed, maar in doorzichtige glazen buizen. Deze panelen zullen dus niet (zo sterk) opwarmen door het erop vallend zonlicht. Het zonlicht dat door de glazen buizen heen of tussen de buizen door op het daarondergelegen (aard)oppervlak valt, wordt weerkaatst door een speciaal aangebrachte witte laag met hoog albedo.
Dit geheel heeft dus tot gevolg dat juist een groter deel van de zonneenergie wordt weerkaatst richting ruimte en niet wordt omgezet in energie die het aardoppervlak extra opwarmt ,zoals het geval zou zijn met het geelbruin rode woestijn zand.
Probleem opgelost?
Aug 04, 2016 @ 17:29:53
Je bent zo ongeveer de eerste Nederlander die het addertje onder de zonnnecel aankaart, Mark. Inmiddels is in de energie-brei meer informatie hierover te vinden. Ik ben al even bezig om het als een ‘nerd’ uit te zoeken. Je basis-stelling klopt: die elektra van de zonnecel is prima, maar die lage albedo vernielt de hoge kwaliteit zonnestraling en maakt er ordinaire lang-golvige infrarood van. En die raakt de aarde niet zo vlot meer kwijt, want waterdamp en CO2 in de atmosfeer absorberen die warmte gretig.
Subsidie op zonne-energie is derhalve absurd en geofysisch uitstel van executie.
Beter inzetten op windturbines; de windenergie zou toch al ooit in warmte worden omgezet; we lenen die a.h.w. even van het klimaat…
Feb 17, 2019 @ 23:47:19
Het donkere glas word bloedheet en het geheel zal als radiator werken.
Aug 01, 2021 @ 12:01:57
Opwarming van de aarde . No 1 voor mij als gewone huisvrouw ” zonnepanelen “. Warmte uitstoot schoorstenen industrie. Airco ,s in kantoren.
Enz. Maar er wordt veel geld in verdiend. Handige Hollandse Handelaars.
Ik moet wel bekennen niet echt op de hoogte te zijn naar de onderzoeken die nu plaats vinden. Ik hoop dat het kwartje gaat vallen.
Dec 01, 2021 @ 10:03:30
Voor veel -in elk geval- particuliere zonnepanelen is dit volgens mij een non-issue. De meeste daken/dakpannen zijn zwart of in elk geval donker. Of je daar een ander donker oppervlakte op plaats maakt per saldo niets uit. Voor zonneparken zou dat wel een verschil kunnen maken, dat mogen de natuurkundigen beredeneren.
Mar 13, 2022 @ 19:48:59
Een deel van de stralingsenergie van de zon wordt door photosynthese via vegetatie omgezet in materie (volgens onderzoekers 1 à 1,5%). Niet alleen zorgt deze photosynthese voor de opslag van CO2 maar tegelijkertijd wordt de opwarming van de atmosfeer verminderd; er wordt namelijk minder zonne-energie in warmte omgezet (albedo), bovendien zorgt verdamping van het vocht in de gewassen voor verlaging van de temperatuur.
Hieruit volgt dat elke vorm van vegetatie in positieve zin bijdraagt aan de energiebalans in de atmosfeer. Snelgroeiende gewassen nemen daarbij relatief veel CO2 op. En dat is precies wat er in de land-en tuinbouw gebeurt.
Sterker nog: 1 hectare land-/tuingewassen levert een grotere positieve bijdrage aan het milieu dan 1 hectare zonnepanelen. Hoe dat (wetenschappelijk) te verklaren is?
Zonnepanelen hebben een rendement van max. 21%. Een belangrijk deel van de invallende zonne-energie (60-70%) wordt omgezet in warmte. Dat komt omdat ze vrijwel zwart zijn. En die (restwarmte) wordt 1 op 1 weer afgegeven aan de aarde.
Merkwaardig dat hierover wetenschappelijk nauwelijks iets over wordt gezegd.
Conclusie:
Land- en tuinbouw zijn beter voor het millieu dan zonnepanelen.