Hoe werken zonnepanelen? Dat is een vraag die veel mensen zich stellen wanneer ze in het straatbeeld kijken naar een installatie met zonnepanelen.
We weten immers allemaal ondertussen dat we met behulp van zonne-energie stroom kunnen opwekken. Het hele proces dat hier achter schuilgaat is echter een stuk minder duidelijk.
Wil jij graag precies weten hoe de werking er uitziet van een systeem met zonnepanelen? In dit kennisartikel kom je hier alles over te weten.
De ontdekking van het photovoltaïsch effect
Om je uit te kunnen leggen hoe zonnepanelen precies werken moeten we je even meenemen terug in de tijd. We doen dit meer bepaald naar het jaar 1839.
Het was in deze periode dat de Franse natuurkundige Becquerel het zogenaamde photovoltaïsch effect ontdekte. Dit is een complexe benaming voor de mogelijkheid om stroom op te wekken met behulp van zonlicht. In het merendeel van de zonnepanelen wordt er hiervoor gebruik gemaakt van het zogenaamde silicium materiaal.
De energie afkomstig van de zon maakt elektronen los uit het silicium. Van deze elektronen is bekend dat ze beschikken over een negatieve lading. Het gevolg hiervan is dat in een zonnecel elektrische spanning ontstaat. Wanneer er meerdere zonnecellen achter elkaar worden geschakeld in een paneel heeft dit als gevolg dat er stroom gaat lopen.
Zonnepanelen hebben in tegenstelling tot wat veel mensen vermoeden ook niet per se direct fel zonlicht nodig om stroom op te kunnen wekken. Ook op een bewolkte dag kunnen zonnepanelen dus met andere woorden perfect stroom produceren.
Werking zonnepanelen en schaduw
Wanneer je de vraag “hoe werken zonnepanelen” gaat beantwoorden kan je er in de praktijk ook niet omheen om even de nodige aandacht te besteden aan de impact die schaduw kan hebben op je rendement.
Is er bijvoorbeeld sprake van een overschaduwde cel? In dat geval zal je tot de vaststelling komen dat daar (aanzienlijk) minder stroom door gaat lopen. Doordat zonnecellen in serie zijn geschakeld kan de opbrengst niet meer bedragen dan de zwakste schakel. Dit is een zeer belangrijk aandachtspunt omdat het je globale rendement aanzienlijk kan beïnvloeden.
Omdat je er niet altijd van onderuit kan dat er één of meerdere cellen in de schaduw komen te liggen werd er hiervoor gewerkt aan een oplossing. Deze oplossing werd gevonden onder de vorm van zogenaamde bypass diodes.
Deze kunnen ervoor zorgen dat het opbrengstverlies aanzienlijk binnen de perken kan worden gehouden. Voor deze bypass diodes geldt immers dat ze de overschaduwde cel (tijdelijk) overslaan. Voor een zonnepanelensysteem geldt dat ze in de regel altijd over drie bypass diodes beschikt.
Voor elk van deze diode geldt dat ze één derde van het systeem uitschakelt. Op deze manier wordt er telkens één derde minder stroom opgewekt. Tracht dus hoe dan ook bij het plaatsen van je zonenpanelen altijd zoveel mogelijk schaduwinval op de panelen te vermijden.
Welke oplossing bieden micro-omvormers en power-optimizers?
In bepaalde gevallen kan er worden vastgesteld dat de inval van schaduw op de zonnepanelen onvermijdbaar is. Wanneer dat eveneens geldt voor jouw situatie zal je tot de vaststelling komen dat er daarvoor gebruik kan worden gemaakt van micro-omvormers. Voor elk paneel geldt dat ze dan haar eigen omvormer zal krijgen. Op deze manier wordt voorkomen dat een volledig systeem in staat is om minder stroom op te wekken door één beschaduwd zonnepaneel.
Wanneer je meer wil ontdekken over “hoe werken zonnepanelen” is het vandaag de dag eigenlijk onmogelijk om je niet even te verdiepen in deze micro-omvormers of power-optimizers. Het is immers eveneens mogelijk om opbrengstverlies door schaduw tegen te gaan door aan elk afzonderlijk zonnepaneel een Maximum Power Point-tracker te hangen. In de praktijk wordt hier ook naar verwezen als zijnde een MMP of een power optimizer.
Voor deze laatste geldt dat ze een klein kastje is welke zorgt voor het regelen van een optimale verhouding tussen de stroom en de spanning van een zonnepaneel. Op deze manier kan de opbrengst van een systeem met zonnepanelen in de praktijk pas echt ten volle worden benut. In bepaalde zonnepanelen is het tegenwoordig overigens zo dat er reeds power optimizers zijn geïntegreerd. Deze zijn financieel doorgaans interessanter dan micro-omvormers.
Hoe werken zonnepanelen met een thuisbatterij?
Tegenwoordig kan er worden vastgesteld dat er vaak nog een extra vraag wordt gesteld, namelijk hoe werken zonnepanelen met een thuisbatterij? Dat is heel eenvoudig. Op het ogenblik dat de opgewekte groene stroom afkomstig van zonnepanelen niet volledig wordt gebruikt (of verbruikt) wordt het restant opgeslagen in de thuisbatterij.
Dit blijf zo tot op het ogenblik dat de batterij volledig vol is. Pas dan zal de resterende hoeveelheid groene stroom terug worden geleverd aan het stroomnet waardoor je mogelijks kan rekenen op de tussenkomst van de salderingsregeling.
