Werking zonnepanelen

Zonnecellen zijn meestal gemaakt van silicium. Dat silicium bestaat uit twee lagen. Onder invloed van licht gaat er tussen de twee lagen een elektrische stroom lopen. Daarom heten zonnecellen ook wel fotovoltaïsche cellen, afgekort wordt gesproken van PV-systemen. Het rendement van gangbare zonnecellen ligt tussen ca. 10 en 20%, waarbij de cellen met betere rendementen wel meestal onevenredig veel duurder zijn.

Fotovoltaïsche zonnepanelen benutten zonlicht of daglicht, waarbij door de absorptie van fotonen in de zonnecellen een spanning ontstaat die wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.

De wijze waarop silicium is verwerkt bepaalt de kwaliteit van het paneel. Er zijn drie soorten, te weten: monokristallijn, polykristallijn en dunne film.

  1. Monokristallijn: De zonnecellen in een monokristallijn zonnepaneel bestaan uit één kristal. Het oppervlak van monokristallijne zonnecellen heeft geordende elektroden en is egaal zwart. Deze zonnepanelen hebben het hoogste rendement. Monokristallijne zonnepanelen hebben enkele procenten meer opbrengst dan polykristallijne. Deze panelen zijn duurder, maar hebben een hoger rendement per oppervlakte. De beste keuze voor het behalen van een maximale rendement en bij een beperkte ruimte.
  2. Polykristallijn: In een polykristallijn zonnepaneel bevinden zich zonnecellen die bestaan uit meerdere grove kristallen. Een polykristallijne zonnecel vertoont een soort gebroken schervenpatroon. De polykristallijne zonnepanelen zijn gunstig geprijsd en bieden een redelijk hoog rendement, hoewel minder rendement dan monokristallijne zonnepanelen. Wanneer er genoeg ruimte op een dak aanwezig is, is dit de beste keuze.
  3. Dunne film: Deze panelen kunnen uit meerdere materialen bestaan zoals CIS-panelen( Copper, Indium, Selenium) of CIGS (Copper Indium Gallium Selenide). Deze panelen hebben tegenwoordig een hoog rendement en zijn esthetisch gezien de mooiste panelen door hun egaal zwarte kleur.In tegenstelling tot de gewone kristallijne panelen leveren de dunne-film zonnepanelen ook zeer goede prestaties bij bewolking en schaduw.

Koppeling aan het elektriciteitsnet

De meeste zonnepanelen worden via een omvormer aan het elektriciteitsnet gekoppeld. Systemen die aan het elektriciteitsnet zijn gekoppeld sluizen de energie die niet wordt gebruikt, door naar het energiebedrijf. In dat geval loopt de verbruiksmeter achteruit zolang in huis minder elektriciteit wordt gebruikt dan het zonnepaneel levert.

De omvormer zet de gelijkspanning van de zonnepanelen om naar de wisselspanning van het lichtnet.

Andere systemen slaan overtollige energie op in een accu. Daarvoor wordt vooral gekozen op plekken waar het elektriciteitsnet ontbreekt of een aansluiting te duur is. De accu’s moeten natuurlijk voldoende capaciteit hebben om een paar donkere dagen te overbruggen. Deze werkwijze is bekend bij tuinverlichting, waarbij de accu overdag wordt opgeladen en ’s nachts voor licht zorgt.