Værd at vide om solenergi

Vores største og absolut rigeste vedvarende energikilde hænger lige over vores hoveder. På omtrent tre timer bliver Jordens overflade badet i solstråler i et omfang, der svarer til det årlige energiforbrug for hele verden. Solen er en uudtømmelig energiressource, som har potentiale til at forsyne os med strøm og varme i millioner og atter millioner af år.

I øjeblikket kan vi dog kun høste en brøkdel af den energi, som solen afgiver. Vores nuværende solcelleteknologi er kun i stand til at udnytte en ganske lille portion af solens lys – cirka 15%. – ligesom vi kun kan lagre den strøm, som solceller producerer i begrænsede mængder, og i begrænset tid. Ikke desto mindre vil vi måske i fremtiden finde nye metoder, som kan hjælpe os med at udnytte energien fra solens stråler mere effektivt.

Hvad er solenergi?

Solenergi er – måske ikke overraskende – den type energi, som vi med det rette udstyr kan udvinde fra solen og omdanne til strøm eller varme. Når vi laver strøm fra solenergi, sker det ved hjælp af et solcelleanlæg. Et solcelleanlæg er udstyret med solcellepaneler, som producerer jævnstrøm fra solens lys. Herefter sendes jævnstrømmen igennem en såkaldt vekselretter, som omdanner den til vekselstrøm. Efterfølgende kan strømmen anvendes direkte, lagres på et batteri eller sendes ud på det offentlige elnet.

Solen kan også bruges til at producere varme. Det sker imidlertid ikke ved hjælp af et solcelleanlæg, men derimod en såkaldt solfanger – et solvarmeanlæg, der omsætter solens stråleenergi til opvarmning af vand. Fælles for dem begge er dog, at man via teknologi udnytter en smule af solens enorme energipotentiale.

Hvordan virker solenergi?

Selvom solcelleenergi måske virker ganske ligetil, så er det faktisk ikke helt så enkelt at udvinde strøm fra solen, som det lyder. Når solceller omdanner solens lys til strøm, sker det nemlig ved hjælp af dét, som man – lidt langhåret – kalder for den fotoelektriske effekt. Effekten blev opdaget af fysikeren Henri Becquerel i 1839 og beskriver det fænomen, at elektroner udsendes fra en overflade, når denne overflade udsættes for elektromagnetisk stråling med den rette mængde fotonenergi.

Solceller er fremstillet af grundstoffet silicium, tilføjet bor og fosfor. Ved at placere disse to stoffer på hver side af siliciummet danner man et permanent elektrisk felt, som gør de frie elektroner i solcellen i stand til at bevæge sig – dog kun i én retning. Ved hjælp af den fotoelektriske effekt bliver elektronerne i siliciummet ”frigjort” via lysets fotoner, når solcellerne rammes af elektromagnetisk stråling fra solens lys. Herefter kan elektronerne frit bevæge sig rundt, fremfor blot i én retning.

Efterfølgende bliver elektronerne samlet op af et elektrisk ledende gitter placeret på solcellens forside. Denne side gør den ud for den negative pol. Resultatet er, at der opbygges en spændingsforskel mellem solcellens for- og bagside. Når disse to sider er forbundet af et elektrisk kredsløb, vil naturens indretning bevirke, at spændingsforskellen vil blive forsøgt udlignet ved, at der løber en strøm svarende til bestrålingsstyrken. På denne måde dannes der jævnstrøm.

Fordele og ulemper ved solenergi

Ligesom ved de fleste andre former for energi – både de vedvarende og de fossile – er der plusser og minusser ved solenergi. En ganske stor fordel er, at solen er en ubegrænset energiressource, som vi aldrig nogensinde vil kunne udtømme. Ganske vist har solens levetid en udløbsdato ligesom alt andet, men til den tid vil menneskeheden for længst være forsvundet – i hvert fald fra Jorden.

Dertil kommer, at solenergi er en CO2-neutral energiform, der aktivt bidrager til at mindske udledningen af drivhusgasser. Solens energi er med andre ord klimavenlig energi, som vi aldrig nogensinde vil løbe tør for – og dét er noget, som verden i høj grad har brug for.

En væsentlig ulempe ved solenergi er imidlertid prisen. Et solcelleanlæg er dyrt at installere og kræver en forholdsmæssig stor overflade med god plads, hvis der skal kunne opsættes nok solcellepaneler til at forsyne blot en enkelt husstand med strøm. Dertil kommer, at man i sagens natur kun kan producere strøm fra solens lys, så længe der er – ja, sollys. Når solen ikke afgiver lys, for eksempel i nattetimerne, må man altså skaffe strøm fra andre energikilder.

Solenergi i Danmark - og verden

I Danmark har vi i gennemsnit 1.800 solskinstimer om året. Det betyder, at der faktisk er ganske gode muligheder for at udnytte solens energi herhjemme, men selvom solcelleanlæg er blevet gradvist mere populære i løbet af de seneste år, så står de kun for en ganske lille del af den danske energiproduktion. I 2018 blev blot 2,8% af vores samlede energiforbrug dækket af solenergi. Ifølge forskere fra DTU vil solenergi i fremtiden imidlertid kunne dække op til  hele 70% af det samlede energiforbrug i Danmark, hvis vi investerer flere penge i solcelleteknologi og udnytter hustage, marker og ledige overflader optimalt.

Anderledes ser det ud med solenergi ude i verden, især under varmere himmelstrøg. I Indien udfordrer solkraftværker for eksempel traditionelle kulkraftværker. Også i Kina, USA og Japan investeres der i solkraftværker – alene i Kina blev der i 2017 tilføjet over 50.000 MW solcellekapacitet.