naar top
Menu
Logo Print
21/09/2019 - PASCAL VANDENBERGHE

ELEKTRICITEIT OPWEKKEN MET ZONNE-ENERGIE

Zonnepanelen zijn een uiterst dankbare methode om op duurzame wijze elektriciteit op te wekken. In dit geval spreken we van fotovoltaïsche zonnepanelen. Tegenwoordig heb je tevens hybride systemen die naast elektriciteit ook instaan voor sanitair warm water. We overlopen in dit artikel hoe deze dingen nu precies werken en welke soorten er zoal zijn.

HOE WERKEN FOTOVOLTAISCHE ZONNEPANELEN?
SOORTEN FOTOVOLTAISCHE ZONNEPANELEN
RENDEMENT

HOE WERKEN FOTOVOLTAISCHE ZONNEPANELEN?

ZONLICHT OPVANGEN

zonnecellen

Het werkingsprincipe van zonnepanelen voor de opwekking van elektriciteit is op zich relatief eenvoudig. Eén zo’n paneel is opgebouwd uit meestal een zeventigtal zonnecellen. De panelen liggen goed gepositioneerd op het dak om zonlicht op te vangen en via een omvormer om te zetten in bruikbare elektriciteit.

Een zonnecel bestaat uit twee dunne platen, één met een positieve en één met een negatieve lading. Die platen zijn van silicium, een bij (zon)licht half geleidend materiaal dat door die eigenschap een stroomkring opwekt tussen de zonnecellen.

VAN GELIJKSTROOM NAAR BRUIKBARE ELEKTRICITEIT: DE OMVORMER

omvormerHet daglicht wordt dus omgezet in gelijkstroom. Die moet echter nog op een veilige manier omgezet worden naar bruikbare wisselstroom. Dat gebeurt met een omvormer of inverter. Elke omvormer is ook uitgerust met een MPP-tracker (Maximum Power Point), die voor efficiënte stroomproductie zorgt.

Er zijn drie soorten omvormers van elkaar te onderscheiden. Welke je kiest, hangt af van het soort zonnepaneel, de oriëntatie van de panelen, de al dan niet aanwezige schaduw en de helling van je dak.

STRINGOMVORMERS

string omvormer

Stringomvormers worden toegepast wanneer alle zonnepanelen eenzelfde oriëntatie hebben en er geen schaduwvorming is.

Alle zonnepanelen zijn in dit geval aangesloten op een centrale omvormer.

MICRO-OMVORMERSmicro-omvormer

Micro-omvormers worden gebruikt wanneer er schaduw is en/of wanneer de zonnepanelen niet in dezelfde positie staan. Dan krijgen de panelen afzonderlijk (of per twee) een micro-omvormer.

Zo kan elk paneel afzonderlijk presteren, en zal één minder presterend paneel de werking van de rest niet beïnvloeden.

OPTIMIZER

optimizer

Net als bij een micro-omvormersysteem wordt het optimizersysteem toegepast bij schaduwvorming en verschillende oriëntatie van de panelen. Elk zonnepaneel krijgt in een optimizersysteem een afzonderlijke MPP-tracker die zorgt voor de meest optimale productie van elektriciteit per paneel.

Bij dit systeem is er wel nog een centrale omvormer nodig zoals bij een stringsysteem. De centrale omvormer heeft echter geen eigen MPP-tracker meer nodig.

BRUIKBARE ELEKTRICITEIT VERDELEN

meterkast

De wisselstroom wordt uiteindelijk verdeeld via de meterkast naar de elektronica in huis. De zonnepanelen zitten dus nog steeds aangesloten op het net.

Zo kan je bij onvoldoende prestatie van de panelen nog steeds elektriciteit van het net afnemen en kan overtollige productie van de panelen worden teruggegeven aan het net.

SOORTEN FOTOVOLTAISCHE ZONNEPANELEN

MONOKRISTALLIJN ZONNEPANELEN

Prijs per paneel: € 200 - € 400

monokristallijnMonokristallijn fotovoltaïsche panelen zijn gemaakt van silicium. Dat smelt en koelt op een gecontroleerde manier af. Doordat dat gecontroleerd gebeurt, liggen de kristallen in dezelfde richting, waardoor er per oppervlak meer energie wordt opgewekt.

Monokristallijn panelen werken het best bij direct zonlicht. In België is dat gezien de hoge bewolkingsgraad minder interessant, maar op een kleine oppervlakte zal dit je toch een hoog rendement opleveren.

POLYKRISTALLIJN ZONNEPANELEN

Prijs per paneel: € 150 - € 300

polykristallijn

Polykristallijn panelen werken op eenzelfde manier als monokrijstallijn panelen. Ze zijn immers ook van silicium gemaakt. De afkoeling gebeurt echter niet gecontroleerd, waardoor de kristallen niet in dezelfde richting komen te liggen.

Deze panelen presteren beter bij niet-direct zonlicht. Je zal hiervoor ook minder betalen dan voor monokristallijn panelen – daar deze een minder intensief productieproces kennen.

AMORF ZONNEPANELEN

Prijs per paneel: € 150

dunne film panelen

Bij amorf panelen of dunne filmpanelen wordt er een dunne fotovoltaïsche laag aangebracht op het paneel. Deze zijn een stuk goedkoper dan mono- en polykristallijn zonnepanelen, maar hebben ook een lager rendement.

Om er veel elektriciteit uit te kunnen halen, heb je een groot oppervlak nodig om ze op te bevestigen. Ze zijn daarnaast ook flexibeler dan andere panelen.

HYBRIDE ZONNEPANELEN

Prijs per paneel: € 500 - € 800

hybride pvt-panelen

Naast fotovoltaïsche zonnepanelen voor elektriciteit heb je ook thermische zonnepanelen voor warm water. Daarnaast heb je ook nog hybride panelen, ofte PVT-panelen, die voor beide kunnen dienen.

Hierin zijn er nog twee soorten van elkaar te onderscheiden:

  • PVT-zonnepanelen: hierbij ligt de focus vooral op een hoge elektriciteitsopbrengst. Achter het gewone zonnepaneel wordt een absorptieplaat met leidingen geplaatst, waarin water wordt opgewarmd volgens de werking van een zonnecollector.
  • PVT-zonnecollectoren: deze worden vooral gebruikt voor een hogere warmtewinning. Qua elektriciteit zullen deze minder opbrengen dan PVT-panelen. De collectoren zitten hier in een geïsoleerde omkasting.

RENDEMENT

rendementHoe groot is het deel van de energie van het zonlicht dat kan worden omgezet in elektriciteit? Dat is wat het rendement procentueel uitdrukt. Bij zonnepanelen ligt dat grosso modo tussen 15% en 20%, doordat zonlicht uit verschillende kleuren bestaat, en een zonnecel in zo’n paneel niet alle kleuren opvangt.

Het rendement van je gekozen zonnepanelen kan je berekenen met de volgende formule:

piekvermogen (Wp) / (oppervlakte van een paneel * 1000)

Het rendement is afhankelijk van verschillende factoren:

rendement
  • het soort zonnepaneel: monokristallijn panelen brengen over het algemeen meer op dan polykristallijn panelen;
  • de temperatuur: zonnepanelen presteren het best bij een temperatuur van 25 °C, als de temperatuur te hoog is, kunnen de zonnecellen minder geleiden;
  • aantal zonne-uren: plaats je zonnepanelen op een locatie waar de zon meer schijnt, zullen ze uiteraard meer opbrengen. Ze kunnen ook energie opwekken bij bewolking, maar dat zal – logisch – minder zijn;
  • schaduw: op schaduwrijke plekken moet je geen zonnepanelen plaatsen, dat om de lichtinval zo min mogelijk te verstoren;
  • de helling van je dak: het hoogste rendement zal je halen bij een helling van 30° tot 40°. Bij minder of meer zullen ze minder energie opbrengen. Bij platte daken kan je ze op een frame plaatsen;
  • oriëntatie: een zonnepaneel oriënteer je het best op het zuiden voor het hoogste rendement. In het oosten of het westen is ook een mogelijkheid als het niet anders kan, maar wanneer de zon het sterkst schijnt, zal je er minder uit halen.