InfoNu.nl > Huis en Tuin > Diversen > Zo werkt een zonnepaneel

Zo werkt een zonnepaneel

Zo werkt een zonnepaneel Door zonne-energie is er leven mogelijk op aarde, omdat alles groeit en bloeit onder invloed van de zon. De zon is een zeer grote en permanent beschikbare bron van energie. Door middel van zonnecellen en zonnepanelen kan op een duurzame wijze energie opgewekt worden. Maar hoe werkt een zonnepaneel nu eigenlijk?

Werking zonnepaneel

Over het algemeen zijn zonnecellen – en dus zonnepanelen – gemaakt van silicium (met lagen fosfor en borium). Van silicium moet een halfgeleider gemaakt worden, waarvoor aan de bovenkant een laagje fosfor en aan de onderkant een laagje borium wordt toegevoegd. Om dit geheel te beschermen worden twee glasplaten aan weerszijden van deze zonnecel geplaatst.

Zonlicht bevat UV-straling en zodra er zonlicht op een zonnecel (of paneel) valt komen er elektronen los uit de bovenste laag van het paneel onder invloed van deze straling. Er ontstaat vervolgens een elektrisch geladen veld op het grensvlak tussen de boven- en onderkant van het paneel, en door de ongelijke ladingverdeling kunnen de elektronen maar één kant op (van min naar plus). Hierdoor ontstaat een spanningsverschil tussen de twee kanten van het zonnepaneel. Wanneer vervolgens de bovenkant en de onderkant met een draad op elkaar aangesloten worden, zal er over die draad een stroom gaan lopen.

De spanning van één zonnecel is echter erg laag (ca. 0,5 Volt). Om deze reden worden in een zonnepaneel meerdere zonnecellen aan elkaar gekoppeld in serie, waardoor een spanning van rond de 24 Volt gelijkstroom ontstaat. Een omvormer kan er ten slotte voor zorgen dat deze spanning omgezet wordt naar 230 Volt wisselstroom waar de meeste elektrische – huishoudelijke – apparaten op werken.

Opbrengst

Een zonnepaneel van 250 Wattpiek (Wp) kan in Nederland circa 200 kilowattuur (kWh) per jaar aan elektriciteit opwekken. Een gemiddeld Nederlands huishouden gebruikt jaarlijks zo’n 3600 kWh, dus met achttien van dergelijke zonnepanelen zou een gemiddeld Nederlands huishouden zelfvoorzienend kunnen zijn qua elektriciteitsgebruik. De opbrengst is echter afhankelijk van het type paneel en daarnaast nog van een aantal andere factoren, zoals:
  • Plaatsing: een paneel op het zuiden gericht is efficiënter dan een paneel dat op het noorden gericht is.
  • Hellingshoek: een schuin geplaatst paneel is efficiënter dan een horizontaal of verticaal geplaatst paneel; idealiter wordt een zonnepaneel geplaatst onder een hoek van 20 tot 60 graden. Omdat in Nederland de meeste daken schuingeplaatst zijn, zijn deze uitermate geschikt om zonnepanelen op te monteren. Daarnaast is ook een lichte zijwaartse hellingshoek beter dan een panneel dat exact op het zuiden geplaatst is, een helling van 5 graden ten westen van het zuiden is de meest ideale hoek.
  • Zoninstraling: Hoe zonniger het is, hoe groter de opbrengst. Hoewel zonnepanelen energie opwekken zodra er licht op valt, is de opbrengst wel degelijk groter wanneer er veel en sterk zonlicht op een paneel valt. In een zonniger jaar zal de opbrengst dus een stuk groter zijn dan in een jaar met een slechte zomer.
  • Systeem: Het systeem kan aan het elektriciteitsnet gekoppeld worden en kan dan elektriciteit ‘terugleveren aan het net’ (salderen; zie onderstaand), maar dit is niet per se nodig. Het systeem kan namelijk ook los van het elektriciteitsnet staan (zelfvoorziening), in dergelijke gevallen speelt de grootte van de accu of batterij een rol qua opbrengst.
  • Omvormer: Om de spanning van het systeem om te zetten in 230 Volt wisselstroom, zodat huishoudelijke apparaten er op kunnen werken, is een omvormer nodig. Hoe dichter de omvormer bij het systeem geplaatst wordt, hoe lager het verlies in rendement.
  • Onderhoud: In principe zijn zonnepanelen zeer onderhoudsvriendelijk. Er hoeft nauwelijks onderhoud aan gepleegd te worden, maar voor het rendement is het aan te raden om zonnepanelen minimaal eenmaal per jaar schoon te maken.
  • Ventilatie: Hogere temperaturen zorgen voor een lager rendement van de zonnepanelen. Goede ventilatie kan voorkomen dat de temperatuur rond het systeem te hoog oploopt en daarmee kan het rendement verhoogd worden.

Salderen

De meeste Nederlanders kiezen niet voor een op zichzelf staand systeem, maar voor een systeem dat aan het net gekoppeld wordt. Op deze manier kan de niet verbruikte stroom terug geleverd worden aan het elektriciteitsbedrijf. Dit wordt salderen genoemd.
Het grote voordeel van salderen is dat de zelf opgewekte (en terug geleverde) elektriciteit mag worden afgetrokken van de van het elektriciteitsbedrijf gekochte elektriciteit. Dus wanneer een huishouden 1000 kWh afneemt bij een elektriciteitsbedrijf (bijvoorbeeld om pieken op te vangen, of om ’s nachts te gebruiken) en zelf 300 kWh terug levert aan het net, hoeft men maar voor 700 kWh te betalen. Door middel van salderen kunnen huishoudens dus in wezen ook ’s nachts hun zelf opgewekte stroom gebruiken en het elektriciteitsbedrijf functioneert als een soort tijdelijke opslag (of accu).
© 2012 - 2019 Sportler, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Optimaal gebruik van zonne-energieOptimaal gebruik van zonne-energieDe zon is, zoals we weten, een bron van energie. Vreemd eigenlijk dat we de zon nog steeds niet optimaal gebruiken, terw…
Wat kost zonne-energie?Zonne-energie is de schoonste vorm van energie. Toch wordt deze manier van energie opwekken nog nauwelijks gebruikt. De…
Duurzame zonne-energieDuurzame zonne-energieZonne-energie is een duurzame vorm van energie. Andere duurzame energiebronnen zijn windenergie, waterenergie en Bio ene…
Zonnepanelen, Zonnecellen, Zonnecollector & ZonneboilerMet zonnepanelen, zonnecellen, zonnecollector & zonneboiler kan je gratis duurzame energie opwekken, je betaald alleen d…
Wat kosten zonnepanelen en zonnecollectoren?Wat kosten zonnepanelen en zonnecollectoren?Met zonnepanelen en zonnecollectoren kunt u energie opwekken. Er bestaat in Nederland een mogelijkheid om subsidie te kr…
Bronnen en referenties
  • Eneco.nl

Reageer op het artikel "Zo werkt een zonnepaneel"

Plaats een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Reactie

Anneke, 09-02-2016 16:48 #1
Beste sportler,

Ik ben mij aan het orienteren op de aanschaf van zonnepanelen. Nu heb ik gehoord dat de opbrengst sterk terugloopt wanneer er schaduw op de panelen valt. Klopt dit? Ik lees heel tegenstrijdige adviezen op internet…

Gr. Anneke Reactie infoteur, 10-02-2016
Beste Anneke,

Goede vraag, waarover regelmatig verkeerde adviezen gegeven worden. Onderstaand vind je een antwoord op je vraag:

De opbrengst van zonnepanelen loopt sterk terug naarmate de instraling van de zon afneemt. Daarom is het belangrijk om panelen zo goed mogelijk op het zuiden te richten. Meer naar het oosten of westen kan wel, maar houdt dan rekening met een lagere opbrengst. Wanneer je een aantal panelen op het zuiden richt en ook een aantal panelen op het westen richt, zorg dan dat deze aangesloten zijn op verschillende omvormers. Dan zijn de panelen niet in serie, maar parallel geschakeld waardoor de westelijk gerichte panelen niet de opbrengst van de panelen op het zuiden verminderen.

Dan specifiek je vraag over schaduw. Het antwoord is gerelateerd aan bovenstaand verhaal. Schaduw is funest voor de opbrengst van je panelen, zorg dus altijd dat deze zodanig aangelegd worden dat er geen bomen, schoorsteenpijpjes of een dakkapel een schaduw op een van de panelen kan werpen. Nu kun je denken: die paar uur per dag een streep schaduw op een paneel scheelt toch niet zoveel in de totale opbrengst van de hele installatie.?
Daar zit juist de crux: omdat de panelen in serie geschakeld zijn, zorgt een streepje schaduw op een van de panelen ervoor dat de opbrengst van de hele installatie vermindert of zelfs wegvalt.

Vergelijk het maar met een tuinslang: als je de kraan open draait, maar je knikt de slang ergens, komt er aan het einde van de slang geen water uit. Daarvoor maakt het niet uit of de knik aan het begin, in het midden of het einde zit. Ook maakt het niet uit of er een, twee of drie knikken in de slang zitten, als deze ergens geblokkeerd wordt, komt er geen water doorheen. Dat geldt ook voor de stroom door zonnepanelen.

Dit probleem kun je voorkomen door elk individueel paneel op een micro-omvormer aan te sluiten. Dit voorkomt ook dat je opbrengst wegvalt als een paneel eens kapot gaat of erg vies wordt. Bovendien geeft dit de mogelijkheid (in combinatie met een goed monitoringssysteem) om per paneel de opbrengst te monitoren.

Een zeer uitgebreid antwoord op je goede vraag. Ik hoop dat je er wat mee kunt.

Met vriendelijke groet,
Sportler

Infoteur: Sportler
Gepubliceerd: 28-10-2012
Rubriek: Huis en Tuin
Subrubriek: Diversen
Bronnen en referenties: 1
Reacties: 1
Schrijf mee!