Inhoud
Wat zijn zonnecellen en hoe werken ze?
Zonnepanelen bestaan uit zonnecellen. Maar wat zijn zonnecellen en hoe werken ze? In dit artikel leggen we het uit. Wil je zonnepanelen plaatsen? Vul ons offerteformulier in en vind de beste vakmannen in jouw regio.
Wat is een zonnecel?
Een zonnecel is een klein vierkantje op het zonnepaneel, die vaak ook te zien zijn op het paneel. Zonnepanelen zijn dus opgebouwd uit meerdere zonnecellen.
Vaak zijn zonnecellen vierkant. De vierkante zonnecellen zijn polykristallijne zonnecellen. Het kan ook zijn dat de zonnecellen schuin afgesneden hoeken hebben. In dat geval heb je te maken met monokristallijne zonnecellen.
Zonnecellen bestaan uit kristallen van silicium. Deze worden in dunne laagjes gesneden, zodat ze minder dan een millimeter dik zijn.
De zonnecellen in een zonnepaneel zijn allemaal met elkaar verbonden. Alle zonnecellen zijn dus in serie geschakeld. Deze verbinding tussen de cellen gaat vaak één kant op omhoog, en langs de volgende rij weer naar beneden.
De cellen zitten aan de voorkant van het paneel achter een laag glas en aan de achterkant op een stevige plaat (soms ook op glasplaten, maar dan heb je een glas-glas zonnepaneel). Daardoor kunnen ze niet gemakkelijk breken.
Ontvang offertes
Welke soorten zonnecellen zijn er?
Er zijn verschillende soorten zonnecellen. Hieronder zetten we de verschillende soorten op een rijtje.
Fotovoltaïsche cel (PV-systeem)
Een zonnecel wordt ook wel fotovoltaïsche cel (PV-systeem) genoemd. Dit type zonnecel vangt zonlicht op en zet deze zonne-energie om in elektriciteit. Het fotovoltaïsche proces is eigenlijk het omzetten van zonlicht naar elektriciteit. Er zijn twee soorten fotovoltaïsche zonnecellen, monokristallijn en polykristallijn. Beiden worden gemaakt van het materiaal silicium.
Monokristallijn
Monokristallijne zonnecellen worden gemaakt uit een ronde staaf silicium. Deze staaf wordt in kleine plakjes gesneden. Die staaf heeft een moleculestructuur van een ononderbroken kristal. Ze bestaan dus, in tegenstelling tot polykristallijne zonnecellen, uit 1 kristal. De kristallen staan door de speciale productiewijze allemaal één kant op, wat in theorie leidt tot een hoger rendement. Dit hogere rendement is echter alleen te zien bij direct zonlicht, wat niet veel voorkomt in België.
Monokristallijne cellen kan je herkennen aan de afgesneden hoeken.
Polykristallijn
Polykristallijne cellen zijn gemaakt uit silicium met een onderbroken kristalstructuur. Bij directe zonnestraling is het rendement van deze cellen daardoor minder hoog. Maar zoals eerder gezegd is dit niet zo’n groot probleem, aangezien in België directe zonnestraling niet vaak voorkomt.
In tegenstelling tot de monokristallijne zonnecellen, zijn de polykristallijne cellen volledig vierkant, dus zonder ronde hoekjes. De polykristallijne zonnecellen kunnen hierdoor dus de oppervlakte van de zonnepanelen beter bedekken, omdat ze als vierkant gemaakt worden.
Het verschil tussen het gebruik van mono- en polykristallijne zonnepanelen is de dag van vandaag amper te zien. Vaak zijn monokristallijne zonnepanelen iets duurder door het speciale productieproces. Het verschil in rendement is vaak alleen te zien bij direct zonlicht, wat dus niet veel voorkomt. Polykristallijne zonnepanelen zijn iets betaalbaarder, maar hebben een minder hoog piekvermogen.
Dunne film zonnecellen
Dunne film zonnecellen zijn in de laatste jaren steeds populairder geworden. Dunne film zonnecellen (ook wel amorf zonnecellen genoemd) zijn cellen die geen of nauwelijks een kristalstructuur hebben.
Bij deze cellen wordt een hele dunne laag silicium gebruikt. Deze zonnecellen zijn wel 100 tot wel 200 keer dunner dan kristallijne zonnecellen. Een voordeel van deze techniek is dat de cellen daardoor ook een laag gewicht hebbenen flexibel zijn. Hierdoor kun je ze makkelijk op verschillende oppervlakken toepassen.
Door deze productiewijze, en de hoeveelheid grondstof die nodig is, zijn dunne film zonnecellen een stuk goedkoper dan kristallijne cellen. Helaas is het rendement van deze zonnecellen wel lager dan kristallijne cellen. Je moet je dus afvragen of de lage prijs het rendementsverlies waard is.hebt.
PERC zonnecellen
PERC staat voor Passivated Emitter Rear Cell, dit betekent …. . Bij rood licht, wat je vooral in de ochtend en in de avond ziet, doet de foton er langer over om in de cel omgezet te worden naar elektriciteit. Het komt dus regelmatig voor dat bij zonnepanelen zonder PERC laag de foton niet wordt omgezet in elektriciteit. Een PERC laag zorgt ervoor dat de foton weer terug wordt gekaatst en dan alsnog kan worden omgezet in elektriciteit.
Het grote voordeel van deze techniek is dat je minder rendementsverlies hebt, omdat je in de ochtend, avond en wanneer het bewolkt is dus meer elektriciteit zal kunnen opwekken. Een nadeel is dat er sneller degradatie is, omdat de zonnepaneel meer licht absorbeert.
Voordelen en nadelen verschillende type zonnecellen
Nu we de verschillende soorten zonnecellen hebben besproken, is het misschien fijn om alle voor- en nadelen op een rijtje te hebben.
| Monokristallijn | Polykristallijn | Dunne film | PERC | |
|---|---|---|---|---|
| Voordelen | Zeer hoog rendement | Hoog rendement, goedkoper dan monokristallijn | Goedkoop | Minder rendementsverlies |
| Nadelen | Duur | Duurder dan dunne film | Laag rendement | Snellere degradatie |
Hoe werkt een zonnecel?
Aangezien silicium nauwelijks stroom geleid, bestaan zonnecellen ook voor een groot gedeelte uit fosfor en borium. De fosforlaag wordt ook wel de de n-laag genoemd. Deze is negatief geladen. De borium laag wordt ook wel de p-laaggenoemd, die positief geladen is.
De lichtdeeltjes van het zonlicht, ook wel fotonen genoemd, raken de zonnepanelen en zonnecellen. De cel absorbeertdeze deeltjes.
De n-laag bestaat uit elektronen, die bij de komst van zonlicht vrij beginnen te bewegen. In de p-laag zitten vervolgens ruimtes waar de elektronen naartoe kunnen bewegen. Door de verplaatsing van de elektronen ontstaat er een constante spanning in de zonnecel. Die spanning gaat vervolgens als elektrische stroom door het zonnepaneel naar de omvormer.
Rendement zonnecellen
Het rendement van zonnecellen is nu zo’n 18 tot 20 %. Dit wil zeggen dat dit percentage van de stralingsenergie van de zon wordt omgezet in bruikbare elektriciteit.
Momenteel worden er nog altijd verbeteringen in het rendement van zonnepanelen bereikt, dus de kans dat zonnecellen binnen een aantal jaar meer opbrengst hebben is groot.
Als we het hebben over rendement zijn er verschillen tussen standaard zonnecellen en hoge kwaliteitscellen.
Standaard zonnecellen komen bijvoorbeeld niet boven de 20 % rendement, terwijl maxeon cellen (cellen van hoge kwaliteit) met meer dan 22% het hoogste rendement hebben.
Hoeveel zonnecellen zitten er in één zonnepaneel?
In zonnepanelen zitten 60 zonnecellen. Deze cellen zijn opgedeeld in 6 kolommen, die ieder bestaan uit 10 zonnecellen. Er bestaan ook andere soorten panelen die bijvoorbeeld 6 kolommen hebben met 6 kolommen van 12 zonnecellen (72 zonnecellen), of 8 kolommen met 12 zonnecellen (96 zonnecellen).
Hoe meer zonnecellen er in panelen zitten, hoe meer vermogen je zal hebben. Elke zonnecel wekt een bepaalde spanning op en de zonnecellen zijn in serie geschakeld. Daardoor hangt de spanning van panelen af van het aantal zonnecellen die zich in het paneel bevinden.
Wat als een zonnecel beschadigd of kapot is?
Als een zonnecel kapot of beschadigd is, zal deze geen elektriciteit meer doorlaten. Daardoor stopt de stroom door het zonnepaneel en zal deze via by-pass diodes moeten worden omgeleid.
Hierdoor kan een gedeelte van het zonnepaneel niet meer werken. Een zonnecel kan kapot gaan door bijvoorbeeld een voorwerp dat erop valt, of als het paneel voor een lange tijd een hotspot geweest is.
Als een zonnecel in een zonnepaneel kapot is, kan deze niet worden vervangen. Je kan enkel het hele paneel laten vervangen.
Hoe werken zonnepanelen?
Nu we weten hoe zonnecellen werken, is het misschien ook handig hoe de volledige zonne-installatie werkt.
Door de zonnecellen wordt het licht van de zon omgezet in elektriciteit. Zonlicht is een vorm van gelijkstroom, die niet kan worden gebruikt voor je elektrische apparatuur in je huis.
De zonnepanelen leiden deze opgewekte stroom naar een omvormer, die zorgt dat de gelijkstroom wordt omgezet in wisselstroom. Deze wisselstroom is vervolgens volledig inzetbaar in je huishouden.
Prijs zonnepanelen
De prijs van zonnepanelen kan sterk verschillen. De prijs van je PV-installatie is afhankelijk van het materiaal, het aantal zonnepanelen en het vermogen van de panelen.
Het vermogen van zonnepanelen wordt uitgedrukt in Wattpiek (Wp). Per persoon verbruik je ongeveer 1.000 kWh, wat gelijk staat aan zo’n 1.135 Wp. Zo kun je ongeveer het aantal zonnepanelen berekenen dat je nodig hebt voor jouw huishouden.
Het materiaal bepaalt ook stevig de prijs mee. Zo kan een polykristallijne zonnepaneel tussen de 150 en 450 euro kosten, monokristallijn tussen de 200 en 650 euro en een amorf zonnepaneel tussen de 150 en 350 euro.
Wil je zonnepanelen kopen? Dan vraag je best advies aan professionele installateurs. Vraag hier je gratis vrijblijvende offertes aan en vind de beste vakmannen.