Wat voor soorten zonnepanelen zijn er?
In de markt zijn er verschillende soorten zonnepanelen die verschillende specificaties hebben.
Hierin verschild het materiaal dat wordt gebruikt, zoals silicium, koper, kobalt en andere stoffen.
Dit heeft voor een deel ook invloed op wat het rendement van de zonnepanelen zijn en hoelang de levensduur is.
Polykristallijne zonnepanelen
Om de Polykristallijne zonnepanelen te kunnen maken worden er verschillende blokken silicium samengesmolten tot een. Op moment dat dit blok is afgekoeld wordt het bewerkt tot dunne plakken gesneden die worden verwarmt tot 1500 graden om onzuiverheden eruit te halen.
Het rendement van Polykristallijn ligt vrij laag rond de 14 tot 19.1%. Dit komt omdat de puurheid van het silicium in deze panelen vrij laag is. Ook speelt de opbouw van de cellen mee omdat alleen de toplaag is bekleed met het silicium. De zon kan niet goed door deze laag heen dringen waardoor de energie in de toplaag van het paneel moet worden gewonnen. Op dagen dat het warm is en de zon intensief op de panelen schijnt neemt de efficiëntie van het zonnepaneel af met 0.01 tot 0.03 procent per graden.
Een van de voordelen van deze zonnepanelen is dat de productie kosten in vergelijking met Monokristallijn en Amorf silicium laag is. Daarnaast is er bij productie ook minder restafval dan bij de andere soorten zonnepanelen en zijn alle Polykristallijne zonnepanelen rechthoekig.
Monokristallijn zonnepaneel
Het Monokristallijn zonnepaneel is een van de meest voorkomende zonnepanelen in de markt. Dit komt omdat dit zonnepaneel een hogere opbrengst heeft dan het Polykristallijn en omdat ze vaak in de kleur zwart verkrijgbaar zijn. Zoals de naam Mono al wel verraad wordt het Monokristallijn uit een stuk silicium gemaakt.
Dit soort zonnepaneel kan een opbrengst hebben van 15 tot 20 procent, waarbij sommige producenten een rendement tot 22.1 procent behalen. Daarnaast zijn deze panelen in verschillen varianten beschikbaar. Hierbij kan er een piekvermogen van 400 tot 600 Wp worden behaald op goede dagen.
De prijs is bij de meeste partijen ongeveer 50 tot 75 euro duurder dan de Poly variant, maar gaan daarentegen wel 2 tot 5 jaar langer mee. Een van de punten waar dit paneel slechter op scoort is de verspilling. Bij het produceren ervan wordt een deel weggegooid. Dit komt omdat er ronde hoeken aan de zonnecellen zitten voor de werking.
Amorf silicium zonnepaneel
Een van de panelen die populair is bij het grote publiek is het Amorf silicium zonnepaneel ook wel het ASI genoemd. Deze panelen zijn opgebouwd uit verschillende lagen va 1 µm, waardoor het de eigenschap heeft dat het paneel goed kan buigen. Hierdoor kunnen de zonnepanelen op verschillende oppervlakken worden toegepast. Waardoor het aantrekkelijk zou kunnen zijn om het op ronde oppervlaktes te bevestigen.
Het rendement van ASI is vors hoger dan bij andere zonnepanelen zoals het Polykristallijn of Monokristallijn. Dit komt omdat ASI ook diffuus licht om kan zetten in energie. Diffuus betekend dat de lichtstralen niet direct op het oppervlak vallen, waardoor veel zonnepanelen deze lichtstralen niet kunnen omzetten in energie. Het ASI zonnepaneel kan dit wel, waardoor er ongeveer 6 tot 10 procent per jaar meer energie wordt opgeleverd. In Nederland is er ongeveer 60% van de dagen in het jaar bewolking aanwezig, waardoor er op die dagen minder opbrengst is.
Door goed te analyseren welke ligging het dak heeft en het weer van de afgelopen jaren te bekijken kan er een keuze worden gemaakt voor ASI panelen. In de afgelopen jaren zijn er veel nieuwe soorten ASI panelen op de markt gekomen zoals CIG, CIGS, CIGSe en nog veel meer. In deze varianten zitten stukken koper, indium, gallium en andere stoffen verwerkt voor de beste prestaties. Lees hier meer over hoe zonne-energie kan worden ingezet om huizen te verwarmen.
Hoe werkt een zonnepaneel
Zonnepanelen zijn op een bepaalde manier opgebouwd om ervoor te zorgen dat de zonnecellen zoveel mogelijk licht omzetten in energie.
Opbouw van zonnepaneel
Een zonnepaneel is opgebouwd uit meerder lagen. De bovenste laag is de glasplaat bij veel zonnepanelen die beschermt tegen beschadigingen die kunnen ontstaan door regen, wind, steentjes en andere objecten. Daaronder zit een laag die het glas aan de zonnecellen laat hechten. Onder de zonnecellen weer een laag die de cellen aan het onder paneel laten hechten, die de stroom afvoert die is opgewekt in de panelen.
Zonnecellen
Een zonnecel bestaat uit vijf verschillende lagen zoals in onderstaande afbeelding te zien is. Aan de boven en onderkant zitten twee glasplaten waartussen de N-laag, diffusie laag en P-laag zitten.
Om van zonnestralen energie te maken moet een zonnestraal eerst door de bovenste glasplaat heen komen. Hierbij valt de zonnestraal waar fotonen in zitten op de N-laag. In een foton zit energie die door de N-laag wordt opgevangen, waardoor er in de N-laag elektronen verzamelen.
In de N-laag hopen steeds meer elektronen zich op waardoor er een hoge concentratie ontstaan.
Om van de hoge concentratie af te komen gaan de elektronen zich van verplaatsen door de diffusie laag heen naar de P-laag (zwarte pijl).
Op moment dat elektronen de diffusie laag passeren ontstaat er een stroom, die door de mensen kan worden gebruikt. Na verloop van tijd kunnen zonnepanelen kapot gaan omdat er elektronen blijven hangen in de diffusie laag. Deze laag kan worden vergeleken met een visnet waarin objecten (in dit geval elektronen) kunnen blijven hangen. Als er steeds meer elektronen blijven hangen worden de gaten kleinen en blijft er steeds meer hangen. Hierdoor neemt het rendement door de jaren exponentieel af.
Zonnepanelen efficiëntie
Half-cut zonnecellen
In de modernere zonnepanelen wordt er gebruik gemaakt van half-cut zonnecellen. Dit wil zeggen dat de zonnecellen de helft van de grote zijn in vergelijking met oude zonnecellen. Hierdoor kan de halve cel maar de helft van de stroom leveren die een hele cel kan produceren. Het voordeel hiervan is dat de stroom minder weerstand heeft omdat het maar door een halve cel hoeft om in het elektrisch circuit te komen. Ook is er minder rendement verlies wanneer een cel uitvalt en de stroom blokkeert.
Bypass diode
Het kan gebeuren dat een zonnepaneel schade krijgt door objecten die tegen het paneel botsen of interne problemen. In oude zonnepanelen zorgde dit ervoor dat het hele paneel geen stroom meer kon opwekken en moest worden vervangen. De nieuwe generatie zonnepanelen zijn uitgerust met een bypass diode. Dit is een elektronisch element in het zonnepaneel dat ervoor zorgt dat de stroom maar een kant op kan lopen.
Bij het uitval van een deel van het zonnepaneel kan er een circuit worden gecreëerd dat door kan zonder dat deel. Hierdoor kan er nog steeds zon worden omgezet in energie. Het is wel een aanrader om een reparatie te laten uitvoeren wanneer er een breuk in het paneel zit.
Systeem rondom de zonnepanelen
Om de energie die zonnepanelen opwekken te kunnen gebruiken of terug te kunnen leveren is een systeem nodig die dit kan. Een paar elementen in het systeem zijn belangrijk zoals de omvormer en de meterkast die hierop uitgerust moeten zijn. Het is altijd een goed idee om een huis energie neutraal te maken, een van de meest gebruikte manieren is om zonnepanelen te installeren. Klik hier om meer te weten te komen over hoe goedkoop energie op te wekken.
Het dak
Als eerste moet de dakconstructie op de belasting van de zonnepanelen zijn uitgerust. Dit kan over het algemeen eenvoudig worden gedaan door aluminium profielen te installeren waarop de zonnepanelen kunnen worden gelegd. Hierbij wordt de bekabeling onder de panelen weggewerkt die via binnen naar de omvormer worden geleid.
De omvormer
De energie die wordt geleverd door de zonnepanelen kan niet meteen het elektriciteitsnet in. Hiervoor moet het eerst nog worden omgevormd tot maximaal 230 volt en 16 ampère. Een omvormer zorgt ervoor dat de zonnepanelen niet meer dan dit begrensde maximum kunnen leveren. Dit komt omdat bij een hogere spanning en/of stroom de groep in de meterkast het niet aan kan en meteen de schakeling zal onderbreken. Uit de omvormer komt een kabel die kan worden aangesloten in de meterkast
De meterkast
In de meterkast moet een vrije groep zitten waarop geen andere ruimtes en/of apparaten zitten aangesloten. Op deze groep wordt de kabel van de omvormer aangesloten. Mochten er veel zonnepanelen worden aangesloten, dan is het waarschijnlijk praktisch om een tweede groep hiervoor te gebruiken. Pleeg hierbij eerst altijd een elektricien raad om zeker te weten dat de installatie hiervan goed wordt uitgevoerd door een professional.
Geen reacties