Een goede manier om te verduurzamen is het plaatsen van zonnepanelen. Maar hoe werkt een zonnepaneel?
De Franse natuurkundige Becquerel ontdekte in 1839 de mogelijkheid om energie uit zon te halen, dit noemen we het photovoltaïsche effect. In de meeste pv-systemen gebeurt dit door middel van een silicium halfgeleider waar energie van de zon elektronen in het silicium losmaakt. Op dat moment ontstaat er een elektrische spanning in de zonnecel. Als je meerdere zonnecellen aan elkaar koppelt, zorg je ervoor dat deze elektriciteit kan stromen. Om elektriciteit op te wekken hoeven de zonnepanelen geen direct zonlicht te krijgen. Ook op een bewolkte dag levert een zonnecel elektriciteit op.
Voorkom schaduw op het zonnepaneel
Schaduw zorgt voor minder opwek, het elektriciteit stroomt hier minder goed en de elektronen kunnen niet rondstromen. Dit heeft tot gevolg dat de hele serie sloom wordt. Een oplossing hiervoor is de bypass diodes, deze zorgt ervoor dat de zonnecel die in de schaduw ligt, wordt overgeslagen. Echter, wordt de opwerk hier minder van en het systeem wordt zelfs voor een derde deel overgeslagen. In elk systeem zitten drie bypass diodes en als er schaduw op een schakel komt, dan wordt deze schakel volledig overgeslagen. Dit heeft dus als gevolg dat er 1/3 deel minder opwek plaats vindt.
Heb je wel last van schaduw, doe dan dit
Als je weet dat je te maken zal hebben met schaduw is de micro-omvormer een goede oplossing, al is deze wel een stuk duurder. Deze omvormer zit op elk paneel en zorgt ervoor dat niet het gehele systeem minder produceert bij schaduw. Een andere oplossing is de Maximum Power Point-Tracker (hierna: MPPT). Deze kun je koppelen aan elk paneel zodat deze zorgt voor een optimale verhouding tussen spanning en stroom.
Als je wilt zorgen voor een rustig beeld bovenop het dak van het pand kun je het beste kiezen voor dummypanelen. Deze plaats je op plekken waar geen panelen kunnen. Zij doen niks, maar zorgen voor een rustiger beeld op je dak, het oog wil immers ook wat.
Watt wekt een zonnepaneel op.
De elektriciteitseenheid die door een zonnepaneel opgewekt wordt drukken we uit in Watt (W). Omdat de productie van elektra niet gelijkmatig is, gebruiken we de eenheid watt-piek (afgekort Wp) voor het maximale vermogen van een paneel. Dit wordt vastgesteld in een testomgeving met standaard temperatuur en belichting. Daarna wordt de werkelijke opbrengst bepaald door middel van een software programma die de Nederlandse omstandigheden combineert met de hellingshoek en windrichting van het paneel.
Je kunt het totaal aan theoretisch opgewekte kWh’s berekenen door het vermogen van de panelen in Wp te vermenigvuldigen met de omrekenfactor 0,85.
10 zonnepanelen ieder met een vermogen van 300 Wp wekken dus in totaal op jaarbasis 2550 kWh op (in het meest gunstige geval, op het zuiden, mitsen en maren…).
Lees ook: Subsidie op zonnepanelen, blijft het langer van kracht of niet?
De omvormer
Bij hogere temperaturen is de opwek van een zonnepaneel lager. Bij iedere 10 graden dat het warmer wordt neemt de opwek met 5% af. Daarom is het van belang dat er voldoende ruimte tussen het zonnepaneel en het dak zit, zodat het paneel zijn warmte kwijt kan. Ook voor de omvormer is het van belang dat deze niet te warm wordt zodat hij zijn efficiëntie niet verliest. De functie van de omvormer is het omzetten van gelijkstroom van de panelen in wisselstroom voor het elektriciteitsnet. Een omvormer heeft één of meer MMPTs die ervoor zorgen dat er zoveel mogelijk productie is bij de lichtintensiteit en temperatuur van dat moment. Het is van belang de omvormer dichtbij de panelen te plaatsen om stroomverliezen tegen te gaan.
Milieuwinst na drie jaar
Het maken van een zonnepaneel zorgt voor CO2-uitstoot, maar na drie jaar is er al spraken van milieuwinst. Er heeft dan evenveel opwek als verbruik plaatsgevonden. Een zonnepaneel gaat 25 jaar mee en het maximum vermogen neemt elk jaar met 0,5% af.
Silicium is de belangrijkste grondstof en dit wordt gemaakt van zand. Zonnepanelen bevatten ook zilver. De voorraad zilver in de wereld is niet onbeperkt, en daarom kan dit voor problemen zorgen in de toekomst als de vraag naar panelen dusdanig hoog wordt. Bij silicium zal dit niet het probleem zijn, heel de wereld ligt vol met zand.
De verschillen in opwek
Op de afbeelding hierboven is de maandopbrengst van een zonnepaneel in procenten van de totale jaaropbrengst te zien. Zoals je ziet is dit in de zomer een stuk meer dan in de winter. Dat komt omdat de stralingsintensiteit in de zomer groter is dan in de winter.
Ook binnen Nederland kan het sterk verschillen hoeveel opwek er plaats vindt. Zo is de lichtintensiteit in Zeeland een stuk hoger dan in Groningen en Overijssel.
