Werking van zonnepanelen

Je weet dat zonne-energie duurzame energie is, je vindt dat aspect belangrijk en wilt er meer over weten. We gaan hier in op hoe zonnepalen werken; hoe ze elektrische stroom produceren?

Hoe zorgen zonnepanelen voor duurzame energie?

Zonnepanelen leveren duurzame energie. Om uit te leggen wat daarmee wordt bedoeld, leggen we kort uit wat niet duurzaam is.

In Nederland wordt nog altijd veel elektriciteit opgewekt in centrales die op fossiele brandstoffen werken. Naast het gegeven dat daarmee CO2 in de atmosfeer komt, is de voorraad van die brandstoffen niet onuitputtelijk.

Wat is verbrand, komt niet meer terug. De zon gaat echter niet minder schijnen, als we energie opwekken met het licht ervan. Wanneer we de zelf opgewekte zonne-energie zouden gebruiken om een warmtepomp te laten draaien en/of elektrisch te koken, dan kunnen we het gasverbruik in huis verminderen.

Verwarmen en/of koken met gas is namelijk om dezelfde redenen ook niet duurzaam.

Hoe werkt een zonnepaneel?

Een zonnepaneel bestaat uit fotovoltaïsche cellen. ‘Foto’ verwijst naar licht en ‘voltaïsch’ naar volt, wat de eenheid van elektrische spanning is.

Genoemde cellen zetten fotonen uit het zonlicht om in elektrische energie. Meestal worden die cellen gemaakt met silicium. Daarvan worden twee lagen gebruikt.

Door het zonlicht ontstaat een spanningsverschil tussen die lagen en daardoor kan er een elektrische stroom gaan lopen. We praten dan over gelijkspanning (gelijkstroom).

Een andere technologie die voor zonnepanelen wordt gebruikt, is de zogenoemde dunnelaagtechnologie. Daarbij wordt amorf silicium gebruikt. Hun rendement is lager dan de eerdergenoemde, maar hebben een significant lagere kostprijs.

Van de toekomst van de dunne-film-techniek wordt echter veel verwacht. Bij gangbare zonnecellen is het rendement tussen de 15 en 20%. Doorgaans worden panelen van circa 1,6 vierkante meter gebruikt, met 60 vierkante cellen.

De lagen in een zonnepaneel

Een zonnepaneel is doorgaans opgebouwd uit de volgende lagen, van voor (bovenkant) naar achter (onderkant):

• Om het zonnepaneel gaat een aluminium frame, dat het paneel met lagen samenhoudt.
• Met een laag veiligheidsglas worden de zonnecellen beschermd.
• Om de zonnecellen tegen het indringen van water te beschermen, wordt er een laag plastic toegevoegd.
• De laag met zonnecellen, die het echte werk doen.
• Een beschermingslaag van plastic aan de achterzijde.
• Ter bescherming en isolatie wordt een sterke achterplaat toegevoegd.

Zoals eerder gezegd, bestaat een zonnecel zelf uit twee lagen.

Van de zogenoemde achtercontactcel zitten de contacten, zoals de naam al aangeeft, aan de niet zichtbare kant. Aan de zichtbare kant ziet men nauwelijks het frame.

Het bruikbare oppervlak is daardoor groter en zorgt ervoor dat er meer stroom wordt opgewekt.

Zonnepanelen in Nederland

Op de Nederlandse markt zijn 95% van de zonnepanelen gemaakt met poly- of monokristallijn silicium. Polykristallijn panelen zijn blauwe panelen, monokristallijn panelen zijn zwarte panelen.

Van de zwarte panelen zijn er iets meer van dan van de blauwe. Tegenwoordig worden op huizen vrijwel altijd zwarte panelen toegepast. Dat is met name voor de kleur, want het verschil in opbrengst tussen beide is gering.

Meestal zijn de blauwkleurige wat goedkoper. Er worden zonnepalen in nog andere kleuren aangeboden, maar de opbrengst daarvan is een stuk lager.

Vijf procent van de panelen zijn van het dunne-film-type. Deze panelen zijn normaliter flexibel en komen in aanmerking als de eerdergenoemde panelen niet kunnen worden gebruikt. Ze zijn minder kritisch voor wat betreft de hoek van lichtinval. Bij bewolk weer gaat de stroomopbrengst relatief minder achteruit.

Hoe werkt een zonnepanelen omvormer?

Het zonnepaneel dat we in de vorige paragraaf behandelden, is uiteraard de meest belangrijke component van een zonne-energie-installatie, maar niet het enige.

Zoals gezegd, produceert een zonnepaneel gelijkspanning. Het lichtnet levert voor in huis een wisselspanning van 230V. De gelijkspanning van een zonnepaneel dient dus te worden omgezet in wisselspanning. Bovendien geeft een zonnepaneel geen 230V af. We hebben dus iets nodig wat die omzetting doet.

Dat apparaat heet een omvormer. Vroeger hadden die een transformator in zich, maar de moderne omvormer heeft dat niet meer. De capaciteit van de omvormer dient natuurlijk aan te sluiten bij die van de zonnepanelen.

Desgewenst kan de omvormer worden aangesloten op het lichtnet om stroom daaraan te leveren, als je zelf meer opwekt dan verbruikt. Dit dient bij de elektriciteitsmaatschappij te worden gemeld.

De betaling van die stroom heeft de vorm van een korting op je elektriciteitsrekening. Daarom wordt dat salderen genoemd. Die regeling geldt nog tot 1 januari 2023 en wordt vervolgens tot 2031 geleidelijk afgebouwd.

Meer lezen over zonnepanelen?

Lees meer over zonnepanelen financiering, de prijs van zonnepanelen of over de terugverdientijd.