Steeds meer mensen hebben zonnepanelen, en wekken daar energie mee op. Soms leveren zonnepanelen zelfs zoveel energie, dat het teruggeleverd wordt aan het elektriciteitsnet. Zo kun je een huis met zonnepanelen dus beschouwen als een kleine elektriciteitscentrale. Klinkt leuk, zo’n zonnepaneel op het dak, maar hoe wekt het daadwerkelijk stroom op voor dagelijks gebruik?

Snel naar:

• De zon als energiebron
• De zonnecel
• Van zon naar zonnecel
• Het paneel en de omvormer
• Toekomst, uitdagingen, kansen: energieopslag

Zonnepanelen hebben niet voor niks ‘zon’ in de naam. De zon levert energie aan de aarde, waar we van genieten in de vorm van licht en warmte. Zonnepanelen worden vaak gemonteerd op vlakke en schuine daken op het zuiden, oosten, westen en soms zelfs noordgericht. Meestal worden ze in een hoek geplaatst om zoveel mogelijk zonlicht op te vangen. Deze keuzes worden deels gemaakt om het zonlicht zo veel mogelijk loodrecht op de paneel te laten vallen. Op die manier wordt er op één oppervlak zoveel mogelijk energie opgewekt. De zon staat het hoogst op 21 juni, en in de zomermaanden schijnt de zon ook het meest. In de winter vangen de panelen minder licht, niet alleen door minder zonuren, maar ook doordat de zon lager staat.

Een zonnepaneel bestaat uit zonnecellen. De werkzame stof in een zonnecel is silicium. Twee dunne plaatjes (0.18mm) puur silicium, zogenaamde wafers, vormen de kern van de elektrische stroom in de zonnecel. Eén plaatje is positief en de andere is negatief. Doordat er een extra elektron aanwezig is aan de negatieve kant die wordt aangetrokken door de positieve kant, en ontstaat er een elektrische stroom. De energie van de zon zorgt ervoor dat dit proces in werking wordt gezet.

Het licht van de zon kan worden beschouwd als kleine energiepakketjes, zogenaamde ‘fotonen’. De fotonen waarvan de energie groot genoeg is, zorgen ervoor dat de elektronen (negatief geladen deeltjes) tussen de silicium wafers gaan bewegen. Dit genereert de elektrische stroom. Sommige fotonen bezitten niet genoeg energie, en zullen als hitte worden geabsorbeerd.

Over de wafers wordt een anti-reflectie laag aangebracht, zodat er zoveel mogelijk zonlicht (fotonen) in de zonnecel kan worden opgenomen. Dit vergroot de efficiëntie van het paneel, want als er minder zonlicht wordt gereflecteerd, wordt er meer licht opgenomen om energie mee op te wekken.

In een zonnepaneel zijn dus een aantal zonnecellen aan elkaar verbonden. Door ook daadwerkelijk stroomdraadjes op de zonnecellen te monteren kan de stroom van alle cellen verzameld worden, en wordt er een gelijkstroom geleverd door het zonnepaneel. De omvormer zorgt dat dit wordt omgezet in een wisselstroom, zodat het als elektriciteit in huis kan worden gebruikt.

Naast het omzetten van gelijkstroom naar wisselstroom, heeft de omvormer nog een andere functie. De omvormer bepaalt zelf hoeveel stroom er uit een zonnepaneel wordt gehaald, om de efficiëntie te verhogen. Dit zorgt voor de bescherming van het elektriciteitsnet in huis. Het maximale vermogen van een zonnepaneel kan afhangen van de helling van het dak, de richting ten opzichte van de zon, de locatie, en of er schaduw is. De Maximum Power Point Tracker meet wanneer het zonnepaneel optimaal werkt, en de energieopbrengst het hoogst is. De omvormer speelt dus ook een belangrijke rol in de monitoring van de stroomopwekking. 

Vraag een vrijblijvende offerte aan voor zonnepanelen op jouw dak.

[1] CBS: rapport Hernieuwbare Energie Nederland 2019. 
[2] Natuur en Milieu: rapport Gasmonitor 2020.