Inhoud
Hoe werken zonnepanelen? Makkelijk uitgelegd
Bij zonnepanelen wordt energie van de zon omgezet in elektrische energie (gelijkstroom) met behulp van zonnecellen. De meeste zonnecellen bestaan uit silicium (een soort halfgeleider).
Zonne-energie zorgt ervoor dat elektronen loskomen van de atomen. Dit wekt spanning op in de zonnecel. Door meerdere zonnecellen in het zonnepaneel aan te sluiten, kan er elektriciteit gaan stromen.
Opbouw van een zonnepaneel
Opbouw van een zonnepaneel
De zonnepanelen van elke fabrikant worden op verschillende manieren gemaakt maar de werking en structuur zijn hetzelfde. Het zonnepaneel bestaat van boven naar beneden uit de volgende zes lagen:
- Aluminium frame houdt de verschillende lagen bij elkaar
- Veiligheidsglas om zonnecellen te beschermen
- Kunststof laag die zonnecellen beschermt tegen water
- Zonnecellen die zonne-energie opvangen
- Nog een plastic laag voor bescherming aan de achterkant
- Robuuste achterplaat voor isolatie en bescherming
De zonnecellaag is het functionele deel van het zonnecelpaneel. Deze fotovoltaïsche cellen zetten zonlicht om in gelijkstroom.
Ontvang offertes
Werking zonnepanelen: 4 stappen
Hoe werken zonnepanelen? Hieronder wordt de werking van zonnepanelen eenvoudig uitgelegd in 4 stappen.
Stap 1: Energie van de zon als basis
Zonne-energie is een groene energie, net als windenergie en waterenergie. Zonne-energie is praktisch onuitputtelijk, daarom kan het duurzame energie worden genoemd. Zonne-energie wordt gehaald uit de zon, dus je zal de meeste energie opwekken op een zonnige dag. Dit betekent niet dat je op een bewolkte dag géén energie zal opleveren, het zal simpelweg minder opleveren dan op een zonnige dag.
Stap 2: Zonne-energie opvangen
Via zonnepanelen kunnen we gratis energie van de zon halen en omzetten in elektrische energie. Op de daken van woningen en bedrijven worden zonnepanelen geplaatst. Om het meeste zonlicht op te vangen, zijn de zonnepanelen op het zuiden gericht.
Om het rendement verder te verbeteren kunnen zonnepanelen het beste onder een hoek van 36 graden worden geplaatst. Ook zonder deze ideale omstandigheden kunnen uitstekende rendementen worden behaald.
Stap 3: Zonnecellen zetten energie om naar elektriciteit
De energie die door zonnecellen wordt verzameld, noemen we gelijkstroom. Gelijkstroom kan niet meteen thuis worden gebruikt als elektrische energie. In huis gebruiken we namelijk wisselstroom. Je hebt dus een omvormer nodig om deze gelijkstroom om te zetten in bruikbare wisselstroom. Zo kan je de opgewekte energie gebruiken om je elektrische apparaten thuis van stroom te voorzien.
Door een thuisbatterij toe te voegen aan het zonne-apparaat kan overtollige wisselstroom ook worden opgeslagen. Zo kun je ook ‘s nachts of bij laagstaande zon jouw eigen groene stroom gebruiken en word je minder afhankelijk van de elektriciteitsleverancier.
Stap 4: Elektriciteit bij- of terugleveren
Als je groene stroom produceert die minder is dan de verbruikte stroom, kan je de stroom van de energieleverancier als overschot gebruiken. Als je meer opwekt dan je verbruikt, is het mogelijk om terug te geven aan je energieleverancier. Dit noemen we het verschil tussen verbruik en teruglevering aan het net.
De teruggeleverde energie wordt in mindering gebracht op jouw energierekening. Heb je aan het eind van het jaar meer geproduceerd dan je verbruikte? Dan kun je het geld terugkrijgen van je energieleverancier. De kosten kunnen variëren van 0,04 euro tot 0,12 euro per kWh. Het is daarom verstandig om na te gaan hoeveel jouw energieleverancier je per kWh betaalt.
Goed om te weten is dat het rendement van de zonne-installatie in de loop van de tijd iets zal afnemen. De jaarlijkse stroomopwekking wordt met ongeveer 0,5% verminderd. Daardoor is het rendement van zonnepanelen na 25 jaar ongeveer 13% lager dan dat van het eerste jaar. Bij het berekenen van de kosten en baten van zonnepanelen is hiermee rekening gehouden.
Invloedsfactoren op de werking van de zonnepanelen
Als je overweegt zonnepanelen te kopen, wil je natuurlijk dat je zonnepanelen optimaal werken. Niet alleen de kwaliteit van de zonnepanelen beïnvloedt de werking, maar ook om de toestand van je huis, zoals bijvoorbeeld de oriëntatie en richting van het dak. De hellingshoek van elk afzonderlijk paneel en de richting zijn erg belangrijk om een zo hoog mogelijk rendement te behalen.
Lees hieronder de factoren waarmee je rekening moet houden omdat ze een invloed hebben op de werking van zonnepanelen:
Oriëntatie & richting
Om voor elke zonnepaneel een maximaal opbrengst te behalen is het aan te raden om de zonnepanelen naar het zuiden te richten. Ook is een hellingshoek van 36 graden ideaal voor het beste rendement. Natuurlijk zal je in werkelijkheid beperkt zijn met wat er mogelijk is met jouw dak en zal je je moeten aanpassen aan de omstandigheden van jouw huis. Met een helling tussen de 20 en 50 graden is ook al een normaal rendement te bereiken.
Ook kan niet elk huis zonnepanelen op het zuiden gericht hebben. De zuidoost- of zuidwestrichting kan ook goede opbrengsten opleveren.
Ten slotte moet ook rekening worden gehouden met de schaduwen van hogere gebouwen in het gebied. Als ze op bepaalde momenten van de dag voor schaduw zorgen, heeft dat natuurlijk ook invloed op het rendement van zonnepanelen.
M.a.w. moet elk huis of ander gebouw moet afzonderlijk worden bekeken om de zonnepanelen op de juiste plaats te zetten om het meeste rendement op te leveren.
Temperatuur & Schaduw
Schaduw zal het rendement van je zonnepanelen verlagen. De stroom die in de beschaduwde cel vloeit, zal afnemen, waardoor de elektronen niet meer zullen bewegen. Aangezien zonnecellen aaneen geschakeld zijn, zal de gehele serie zoveel opbrengen als de ‘zwakste schakel’. Om dit opbrengstverlies te minimaliseren zijn er gelukkig vandaag de dag veel zonnepanelen met zogenaamde ‘by-pass diodes’. Dit kunnen tijdelijk beschaduwde cellen overslaan, omdat de zonnecellen dan individueel werken.
Helaas wordt door het gebruik van bypass-diodes wel de wekelijke opbrengst van het zonnepaneelsysteem verlaagd. Het systeem bestaat gewoonlijk uit 3 bypass-diodes. Elke bypass-diode schakelt een derde van het systeem uit, dus de output wordt met een derde verminderd. Het is daarom aan te raden om in het geheel schaduw te vermijden.
Een andere factor waar je rekening mee moet houden is de temperatuur. Hogere temperaturen zorgen ervoor dat het rendement van zonnepanelen lager is. Voor elke 10 graden temperatuurstijging daalt het vermogen met ongeveer 5%. Daarom is het belangrijk dat lucht achter het paneel kan stromen zodat de temperatuur niet te hoog oploopt.
Ook de omvormer mag niet te heet worden. Hoe meer licht er op de panelen valt, hoe heter de omvormer wordt. Wanneer de omvormer oververhit raakt, daalt het rendement. Let daarom bij het kiezen van de plaats van de omvormer ook op voldoende vrije luchtstroom rondom de omvormer.
Veelgestelde vragen
Hoe werken zonnepanelen in de winter?
Een veel voorkomende vraag is of de zonnepanelen ook in de winter kunnen werken. In de winter zijn er minder zonuren, maar dat betekent niet dat er geen licht op de panelen valt. Het zonnepaneel blijft actief, alleen zijn de zonuren en stralingsintensiteit lager. Daardoor is het rendement in de winter ook laag.
Het rendement van zonnepanelen varieert sterk gedurende het jaar. Dit hangt samen met het verschil in maandelijkse stralingsintensiteit. De zonnestraling is in de zomer sterker dan in de winter en heeft dus een hogere stralingsintensiteit. Daarom draagt de zonneschijntijd in de zomer meer bij aan de opbrengst van zonnepanelen dan de zonneschijntijd in de winter.
Wat heb je aan zonnepanelen als de zon niet schijnt?
Zonnepanelen werken met twee verschillende soorten licht: direct zonlicht en indirect of diffuus zonlicht. Op een zonnige dag zal er direct zonlicht op je zonnepanelen terechtkomen. Op een bewolkte dag, wanneer de zon niet schijnt, is het alsnog mogelijk om zonne-energie op te wekken. Dan kan er indirect zonlicht omgezet worden in gelijkstroom.
‘s Avonds, wanneer er helemaal geen licht is, zul je geen stroom kunnen opwekken. De fotovoltaïsche cellen in zonnepanelen hebben zonlicht nodig om energie te kunnen opwekken. Aangezien de zon niet schijnt en er ook geen diffuus zonlicht is, zal je in de nacht geen energie kunnen opwekken met zonnepanelen. Je krijgt in dit geval stroom van de energieleverancier.
Hebben zonnepanelen zin als je overdag niet thuis bent?
Als je overdag niet thuis bent, kan je de opgewekte energie niet gebruiken. Er zijn hier echter wel oplossingen voor: zo kan je een thuisbatterij aanschaffen, om zo de opgewekte energie op te slaan en later te gebruiken. Je kan bijvoorbeeld ook je elektronische huishoudtoestellen (bv. wasmachine) instellen zodat deze overdag draaien.
Omvormers
Een omvormer zet de gelijkstroom van het zonnepaneel om in wisselstroom. Om vermogensverlies te minimaliseren, kan de omvormer dicht bij het zonnepaneel worden geplaatst. De omvormer kan bij het opstarten enige geluiden maken, zoals een tikkend geluid of een licht zoemend geluid.
PV-panelen zijn vaak in serie aangesloten op een omvormer. Wanneer je een groter systeem hebt, kunnen meerdere serieschakelingen worden aangesloten op zogenaamde stringomvormers. Als je van tevoren weet dat bepaalde panelen in de schaduw zullen staan, kan je het beste met micro-omvormers werken. Micro-omvormers zorgen ervoor dat elk zonnepaneel zijn eigen omvormer heeft. Dit heeft als gevolg dat een beschaduwde paneel er niet voor zorgt dat het rendement minder wordt. Systemen met micro-omvormers zijn wel duurder.
Tip: ontdek wat waterstof zonnepanelen zijn: voordelen, werking en prijzen!
Hoe werken zonnepanelen met een digitale meter?
Vanaf 2025 vervangt de digitale meter definitief de analoge meter. Bij een digitale meter wordt opgewekte en verbruikte energie apart geregistreerd. Er is dus geen terugdraaiende teller meer. Het voordeel hiervan is dat betere monitoring is en de meterstanden automatisch doorgegeven worden. Ook betaal je geen prosumententarief meer.
Interesse in zonnepanelen? Ontvang gratis offertes
Als je van plan bent om zonnepanelen te laten installeren moet je dus rekening houden met de verschillende factoren. Wil je het beste rendement uit je zonnepanelen halen? Laat je dan adviseren door professionals bij jou in de buurt om te achterhalen hoe je de zonnepanelen het best plaatst om het beste rendement te halen.
Vraag gratis en vrijblijvend offertes aan via onze offerteservice.