Werking zonnepanelen
Hoe werken zonnepanelen?
Zonnepanelen, ook wel fotovoltaïsche panelen genoemd, zetten zonlicht om in elektriciteit.
Een zonnepaneel bestaat uit meerdere cellen die meestal van silicium gemaakt zijn. Op het moment dat zonlicht op het zonnepaneel valt, maakt de zonne-energie elektronen los in het silicium. Hierdoor ontstaat er spanningsverschil tussen de boven- en onderkant van de cellen. De bovenkant wordt positief- en de onderkant negatief geladen, waardoor er gelijkstroom ontstaat. Dit wordt ook wel een fotovoltaïsche reactie genoemd. Door meerdere zonnepanelen op elkaar aan te sluiten wordt een elektrisch circuit gecreëerd en kan er stroom door de panelen lopen.
Omvormer: een essentieel onderdeel
Een omvormer speelt een essentiële rol in elke zonnepanelen installatie. De gelijkstroom (dc) die wordt opgewekt door zonnepanelen is niet direct geschikt voor jouw apparaten. De stroom moet namelijk eerst worden omgevormd tot wisselstroom (ac). Nadat de omvormer de stroom heeft omgevormd en heeft gedeeld met je meterkast, kan je de wisselstroom uit je zonnepanelen gebruiken via je stopcontacten. Een omvormer wordt meestal op zolder of in je schuur geplaatst.
Hoe werkt een omvormer?
De werking van een omvormer kan in vier simpele stappen worden samengevat.
- De gelijkstroom die wordt opgewekt gaat via een dc-kabel naar de omvormer
- De omvormer zet de gelijkstroom (dc) om in wisselstroom (ac)
- De wisselstroom gaat met een ac-kabel naar de meterkast
- Vanuit de meterkast wordt de opgewekte stroom verspreid door je woning
Wek je meer stroom op dan je gebruikt? Dankzij de omvormer kan deze elektriciteit via je meterkast worden teruggeleverd aan het elektriciteitsnet. Dankzij de salderingsregeling kun je deze stroom terugleveren aan het elektriciteitsnet en wordt dit weggestreept tegen de stroom die je ontvangt. Dit noem je ook wel salderen. Dankzij deze regeling wordt je energierekening op jaarbasis nog lager. De huidige salderingsregeling" is geldig tot 2023.
Zonnepanelen & schaduw
De zon hoeft niet fel te schijnen om stroom op te wekken met zonnepanelen. Ook op bewolkte dagen produceren zonnepanelen elektriciteit. Schaduw heeft echter wel een effect op de zonnepanelen werking.
Wanneer er schaduw op een zonnecel valt, kan er minder stroom door de cel lopen. Een zonnepanelen-installatie is daarom eigenlijk zo productief als de cel waar schaduw op valt. Om in deze situatie het opbrengstverlies te verminderen hebben zonnepanelen zogenaamde bypass diodes. Deze diodes zorgen ervoor dat cellen waar minder stroom doorheen loopt tijdelijk worden overgeslagen. De totale opbrengst van je zonnepanelen installatie neemt uiteindelijk nog steeds af. Een systeem is meestal uitgerust met drie bypass diodes. Per bypass wordt één derde van het systeem uitgeschakeld, en heb je dus ook 33% minder opbrengst. Schaduw kun je dus het best vermijden!
Opbrengst & watt-piek
Het vermogen van zonnepanelen wordt uitgedrukt in watt. De productie van stroom is echter niet altijd hetzelfde, omdat de hoeveelheid zonlicht op de zonnepanelen continu verandert. Ook hebben temperatuur, de plaatsing van de zonnepanelen en de soorten zonnepanelen invloed op de opbrengst. Om deze reden wordt bij zonnepanelen het maximale vermogen aangegeven, uitgedrukt in watt-piek (wp).
Dit maximale vermogen wordt vastgesteld in een testomgeving met ideale omstandigheden. Bij het berekenen van de daadwerkelijke opbrengst, gebruiken installateurs speciale software om de Nederlandse weersomstandigheden te combineren met de hellingshoek van je dak en de en windrichting van het paneel. Zo kan worden uitgerekend hoeveel panelen je nodig hebt om jouw huishouden van voldoende stroom te voorzien.
Met de Solvari rekenhulp kunnen we op basis van een paar vragen uitrekenen hoeveel zonnepanelen je nodig hebt om genoeg opbrengst te realiseren. Hierbij houden we o.a. rekening met de hellingshoek van je dak en de ligging van je woning ten opzichte van de zon.
Hoge temperatuur = lagere opbrengst
Bij hogere temperaturen daalt de opbrengst van je zonnepanelen. Voor iedere 10 graden temperatuurstijging daalt de stroomopbrengst met ongeveer 5%. Op een zonnige dag met 20 graden wel je dus meer stroom op dan tijdens een zonnige dag met 30 graden. Het is daarom belangrijk dat er voldoende lucht achter de panelen langs kan stromen, zodat de temperatuur niet te ver oploopt. Ook de omvormer mag niet te warm worden om efficiënt te kunnen blijven werken. Hoe meer licht er op je zonnepanelen valt, hoe warmer de omvormer wordt. Ook bij de plaatsing van de omvormer is het dus belangrijk dat er voldoende vrije luchtstroom is.
Opbrengst verschillen per maand en regio
De opbrengst van zonnepanelen verschilt per maand. Dit heeft te maken met de stralingsintensiteit van de zon. In de zomer is de stralingsintensiteit hoger dan in de winter. Zonuren in de maanden juli, juli en augustus dragen daarom het meest bij aan aan je jaarlijkse opbrengst en een productieve werking van zonnepanelen, ondanks de hogere temperaturen tijdens die maanden.
Wist je dat er ook regionale verschillen zitten in de opbrengst van zonnepanelen? In het westen van Nederland is de zonne-instraling namelijk intensiever dan in het oosten, waardoor de opbrengst van zonnepanelen in die regio hoger ligt. Het verschil kan oplopen tot wel 10%.
Wat is een optimizer?
Zoals eerder genoemd brengt een zonnepaneel minder op als er schaduw op valt. Deze schaduw kan bijvoorbeeld door gebouwen, bomen of wolken worden veroorzaakt. Als een paneel in je installatie minder stroom opwekt, vermindert dit direct de opbrengst van het hele circuit. Een bypass zorgt ervoor dat het deel van het systeem, waar het minder presterende paneel onderdeel van is, tijdelijk niet worden meegenomen in het circuit. Zo kun je de opbrengst van de andere panelen volledig gebruiken.
Het is eigenlijk zonde als je de opbrengst van het deel dat door de bypass wordt uitgesloten, inclusief het minder presterende paneel, helemaal niet kan benutten. Om dit op te lossen zijn er optimizers beschikbaar.
Een optimizer zorgt voor maximale zonne-energie opwekking. MPP (Maximum Power Point)-trackers oftewel optimizers, creëeren losse systemen die onafhankelijk zijn aangesloten op de omvormer. Hierdoor kan het ene zonnepaneel nog steeds 100% van zijn capaciteit leveren wanneer een ander paneel slechts 60% levert, bijvoorbeeld door schaduw. Je hebt hiervoor wel voor iedere zonnepaneel een optimizer nodig. De optimizers voorkomen dat beide zonnepanelen in die situatie slechts 60% van hun capaciteit leveren.
Advies door experts
Een ervaren installateur kan je het best informeren over de werking van zonnepanelen voor jouw specifieke woonsituatie en de opbrengst die kan worden gerealiseerd om jouw huishouden van voldoende stroom te voorzien. Solvari brengt je graag in contact met vakkundige bedrijven bij jou uit de buurt.