Basiskennis van zonne-energie: Hoe werken zonnepanelen?

Zonne-energie werkt door de energie van de zon op te vangen en deze geruisloos en effectief om te zetten in elektriciteit voor uw huis of bedrijf.

De zon is een natuurlijke bron van kernenergie. Er komen pakketjes energie vrij, zogenaamde fotonen, die in ongeveer 8,5 minuut een afstand van 149,6 miljoen kilometer afleggen van de zon naar de aarde. Met de fotonen die elk uur de aarde bereiken, kan in theorie voldoende zonne-energie worden opgewekt om een jaar lang in de wereldwijde energiebehoefte te voorzien.

Zonne-energie wekt niet voortdurend energie op, maar wel wanneer dat het meest nodig is. Dit betekent overdag en tijdens warme, zonnige perioden wanneer de vraag naar elektriciteit het grootst is.

Australië is een van de zonnigste landen ter wereld en de perfecte plek om de zon z'n werk te laten doen, vooral tijdens piekuren.

Hoe werken zonnepanelen?

Wanneer fotonen in aanraking komen met een zonnecel, raken de elektronen los van de atomen. Door de koppeling van geleiders aan de positieve en negatieve kanten van een cel ontstaat een elektrisch circuit. Wanneer elektronen door een dergelijk circuit circuleren, wekken ze elektriciteit op. Een zonnepaneel bestaat uit meerdere cellen, en meerdere zonnepanelen (modules) kunnen aan elkaar worden gekoppeld zodat er een zonnepanelenraster ontstaat. Hoe meer panelen, hoe meer energie er kan worden opgewekt.

Waarvan zijn zonnepanelen gemaakt?

PV-panelen ofwel fotovoltaïsche zonnepanelen bestaan uit vele zonnecellen in diverse soorten glazen omhulsels. Net als halfgeleiders worden zonnecellen van silicium gemaakt. Ze bestaan uit een positieve laag en een negatieve laag die gezamenlijk een elektrisch veld creëren, zoals in een batterij. Voor SunPower-zonnepanelen worden een geleidende lijm van luchtvaartkwaliteit en unieke inkapselingsmethodes gebruikt om de cellen te beschermen en degradatie door blootstelling aan omgevingsfactoren te verminderen.

Hoe wekken zonnepanelen elektriciteit op?

Zonnepanelen produceren gelijkspanning. Bij gelijkspanning gaan elektronen in één richting door een circuit. In dit voorbeeld ziet u een batterij die een gloeilamp van stroom voorziet. De elektronen gaan van de negatieve kant van de batterij, via de lamp, naar de positieve kant van de batterij.

Bij wisselspanning worden elektronen afgestoten en aangetrokken en wisselen ze met een bepaalde frequentie van richting, zoals bij de cilinder in de motor van een auto. Generatoren produceren wisselspanning wanneer een spoel van draad wordt gesponnen naast een magneet. Deze generator kan door vele verschillende energiebronnen worden aangedreven, zoals gas, diesel, hydro-elektriciteit, kernenergie, steenkool, wind of zon.

In Australië worden duizenden huizen door het hele land van stroom voorzien door een elektriciteitsnet op wisselspanning. Maar zonnepanelen produceren gelijkspanning. Hoe komt de gelijkspanning dan in het wisselspanningsnetwerk terecht? Er wordt een omvormer gebruikt.

Hoe werkt een omvormer voor zonne-energie?

Een omvormer voor zonne-energie zet de gelijkspanning van het zonnepanelenraster om in wisselspanning. Omvormers zijn eigenlijk de hersenen van het systeem. Naast het omvormen van gelijkspanning naar wisselspanning bieden ze ook een overspanningsbeveiliging en systeemstatistieken, zoals voltage en stroom op wisselspanning- en gelijkspanningscircuits, energieproductie en tracering van het optimaalvermogenpunt.

Al vanaf het begin spelen centrale omvormers een belangrijke rol in in onze branche. De lancering van micro-omvormers is een van de grootste technologische veranderingen in de PV-branche. Micro-omvormers voeren een optimalisatie uit voor elk zonnepaneel afzonderlijk en niet voor het gehele zonne-energiesysteem, zoals centrale omvormers. Zo kan elk zonnepaneel maximaal presteren. Bij gebruik van een centrale omvormer kan een probleem met één zonnepaneel (door schaduw of vuil) een negatief effect hebben op de prestaties van het hele zonnepanelenraster. Daarom is het de overweging waard om op elk paneel een micro-omvormer te gebruiken. Als er een probleem is met een van de panelen, blijft de rest van het zonnepanelenraster efficiënt doorwerken.

Hoe werkt een zonne-energiesysteem?

Hieronder vindt u een voorbeeld van de werking van een residentieel zonnepanelensysteem. Het zonlicht valt op een van de zonnepanelen op het dak. Het paneel zet de energie om in gelijkspanning die naar de omvormer gaat. De omvormer zet de gelijkspanning om naar wisselspanning voor gebruik in uw huis. Dat verloopt soepel en eenvoudig en wordt alleen maar efficiënter en voordeliger naarmate de tijd verstrijkt.

Maar wat gebeurt er als u niet thuis bent om de elektriciteit te gebruiken die de zonnepanelen op een zonnige dag opwekken? En wat gebeurt er 's nachts wanneer uw zonne-energiesysteem geen energie in realtime opwekt? Geen zorgen. Misschien kunt u profiteren van de voordelen van teruglevertarieven, afhankelijk van waar u woont en welke energieleverancier u heeft.

Een typisch PV-systeem dat aan het elektriciteitsnet is gekoppeld, wekt tijdens piekuren overdag vaak meer energie op dan de klant nodig heeft. Deze overtollige energie wordt teruggevoerd naar het elektriciteitsnet en kan elders worden ingezet. De klant wordt beloond voor de overtollige hoeveelheid opgewekte energie en kan hiermee 's nachts of op bewolkte dagen energie uit het conventionele elektriciteitsnet halen. Een teruglevertarief is de prijs waarvoor u uw zonne-energie in feite weer aan het elektriciteitsnet 'verkoopt'.

Met zonne-energie bespaart u geld en draagt u uw steentje bij aan het milieu door over te stappen op schone, hernieuwbare energie. Lees hier meer over besparen met zonne-energie.