Hoe werken zonnepanelen?

De zon geeft oneindig veel energie af in de vorm van licht en warmte. Met behulp van zonnepanelen wordt een beetje van die energie omzet in stroom. Het opwekken van elektriciteit uit zonlicht wordt het photovoltaïsch effect genoemd. De zonne-energie die wordt opgevangen is een vorm van duurzame energie, ook wel groene energie genoemd. In veel zonnepanelen wordt gebruik gemaakt van silicium wat een stof is die voortkomt uit zand. De energie van de zon kan elektronen losmaken in het silicium waardoor er spanning ontstaat in een zonnecel. Door meerdere van deze zonnecellen achter elkaar te schakelen kan er stroom gaan lopen. Deze elektrische spanning wordt ook wel gelijkstroom genoemd. Om deze spanning om te zetten in bruikbare stroom voor je woning heb je een omvormer nodig die de stroom kan omzetten naar wisselstroom.

Verschillende soorten zonnepanelen

Er zijn twee verschillende soorten zonnepanelen, namelijk: poly kristallijne en mono kristallijne zonnepanelen. Het verschillen tussen deze beide panelen ontstaat in het productieproces. Om zonnepanelen te maken wordt silicium gesmolten en vormt zich tot kristallen. Bij de poly kristallijne zonnepanelen staan deze als waaiers naar buiten, waardoor deze eenvoudig diffuus licht uit de omgeving kunnen opnemen. Bij mono kristallijne zonnepanelen staan deze kristallen dezelfde richting op. Het voordeel van hiervan is dat mono kristallijne panelen beter presteren bij directe instraling. Wel is het zo dat in Nederland beide typen instraling voorkomt waardoor de opbrengst van poly en mono panelen ongeveer gelijk zal zijn. Wat vaak de doorslag geeft is de kleur van de panelen. De kristallen in de poly kristallijne zonnepanelen zijn blauw en in de mono kristallijne zonnepanelen zijn bijna helemaal zwart.

Wat doet schaduw met de opbrengst?

De rondlopende stroom in een zonnepaneel is tevens de reden waarom schaduw de opbrengst op een set zonnepanelen verlaagt. In de zonnecel waarop de schaduw valt zal minder stroom worden opgewekt, waardoor de elektronen niet meer rondlopen. Dit is de reden dat een serie geschakeld systeem de gehele stroomketen zo productief maakt als de beschaduwde schakel. Om ervoor te zorgen dat dit opbrengstverlies wordt verminderd, wordt gebruik gemaakt van panelen met een bypass diode, welke de beschaduwde cel als het ware overslaan. Hierdoor neemt de opbrengst van het gehele systeem af. Een gemiddeld systeem heeft 3 bypass diodes en per bypass diode wordt 1/3 van het systeem uitgeschakeld, waardoor je dus 1/3 minder opbrengst hebt. Ook op bewolkte dagen levert een zonnecel elektriciteit op. Wel is het zo dat het altijd beter is om schaduwvorming te vermijden. Dit levert uiteindelijk het meeste rendement op!

Maar er is een oplossing: power-optimizers of micro-omvormers

Als je van tevoren weet dat er schaduw op de zonnepanelen zal vallen en je dit van tevoren weet, kun je ervoor kiezen om micro-omvormers te gebruiken. Elk zonnepaneel zal dan zijn eigen micro-omvormer hebben welke ervoor zorgt dat een zonnepaneel met schaduw niet het gehele systeem minder zal laten opbrengen. Een micro-omvormer kost zo’n 160-170 euro per stuk, waardoor het systeem met micro-omvormers duurder zal zijn dan een systeem zonder micro-omvormers.

Een andere oplossing voor een dak met schaduwvorming is het gebruik van power-optimizers aan elk afzonderlijk paneel te koppelen. Deze kleine kastjes zorgen ervoor dat de stroom en de spanning een optimale verhouding houden waardoor de opbrengst van het paneel maximaal wordt benut. Het kan zelfs zo zijn dat deze power-optimizers geïntegreerd zijn in het paneel en zijn dan meestal ook goedkoper dan micro-omvormers.

De omvormer

De stroom die binnenkomt kan niet nog rechtstreeks gebruikt worden voor de woning. De omvormer zet deze gelijkstroom om in wisselstroom van het elektriciteitsnet. De omvormer heeft 1 of meerdere MPPT’s, ook wel Maximum Power Point Trackers genoemd. Deze MPPT zorgen ervoor dat het systeem zoveel mogelijk stroom produceert op dat moment. Om eventuele opbrengstverliezen tegen te gaan kan de omvormer het beste dicht bij de panelen geplaatst worden. Wat hierbij ook van belangrijk is, is dat een omvormer zijn warmte goed kwijt moet kunnen. Het is dus verstandiger om deze in de garage te plaatsen dan bijvoorbeeld in een krappe niet-geventileerde meterkast. Sommigen plaatsen de omvormer op zolder, waardoor deze nog dichter bij de zonnepanelen hangt. Hierdoor wordt het eventuele energieverlies dat kan ontstaan door de kabels beperkt.

Zonnepanelen worden in serie op de omvormer aangesloten. Op het moment dat je van tevoren weet dat er schaduw op de panelen zal vallen, kun je de micro-omvormers gebruiken. Zonne Energie Oost werkt met verschillende merken omvormers. Ontdek het hier.

Al zonnepanelen? Verhoog je het rendement!

Als je al zonnepanelen hebt profiteer je al van lagere energiekosten. Wel is het zo dat je nog meer kunt profiteren door de BTW terug te vragen. Ook is het belangrijk dat je het rendement van de zonnepanelen zo optimaal wilt houden. Onderhoud aan de zonnepanelen kan dan van essentieel belang zijn.