Overal waar je kijkt zie je steeds meer zonnepanelen opduiken. De meeste mensen weten al dat zonnepanelen elektriciteit opwekken en dat ze op huizen en bedrijven kunnen worden geïnstalleerd om geld te besparen op de elektriciteitsrekening.

Maar als je het nieuwsgierige type bent en jezelf afvraagt: "Hoe werken zonnepanelen?", lees dan verder, want we onthullen een deel van het mysterie rond zonne-energie in deze blog.

Hoe werken zonnepanelen: vanaf het begin

Laten we eerst naar de zon kijken. Het is een gigantische kernreactor op 93 miljoen mijl afstand van ons die energie in alle richtingen slingert in de vorm van kleine pakketjes die fotonen worden genoemd.

Genoeg van die fotonen bereiken elk uur het aardoppervlak om meer elektriciteit te leveren dan we over de hele wereld in een heel jaar gebruiken.

De truc is om die energie op een nuttige manier te benutten - en dat is precies wat zonnepanelen doen.

Hoe werken zonnepanelen om zonlicht om te zetten in elektriciteit?

Een zonnepaneel is een verzameling van vele fotovoltaïsche (PV) cellen die zijn bedekt met beschermend glas en bij elkaar worden gehouden door een metalen frame. Daarom is de officiële naam voor een zonnepaneel "PV-module". Deze PV-zonnecellen zijn gemaakt van halfgeleidermateriaal, meestal silicium, dat superdun is gesneden.

Elke PV-cel heeft een negatieve laag en een positieve laag. De negatieve laag heeft extra elektronen en de positieve laag heeft ruimte voor die elektronen. Elektriciteit beweegt elektronen, dus voor een zonnepaneel om elektriciteit op te wekken, hebben we alleen wat energie nodig om die elektronen los te stoten, zodat ze van de negatieve laag naar de positieve laag zullen stromen.

Zeg de zon. De fotonen van de zon die de hele dag op het oppervlak van onze planeet vallen, zijn de sleutel tot het beantwoorden van de vraag hoe zonnepanelen werken.

De energie van die fotonen maakt de elektronen in de negatieve kant van de PV-cel los en brengt ze in beweging, waardoor we nu elektriciteit hebben. Dit wordt het fotovoltaïsch effect genoemd.

Maar dat is nog maar het begin van het verhaal van begrijpen hoe zonnepanelen werken, omdat die elektronen een pad nodig hebben om te volgen en de elektriciteit in een bruikbare vorm moet zijn. Dus, hoe gebeurt dit?

Het pad dat we voor de elektronen creëren, wordt een circuit genoemd. Wanneer ze de negatieve laag van de PV-cel verlaten, willen we dat ze door onze belastingen (zoals onze lampen en apparaten) stromen, zodat de elektronen energie kunnen geven aan die belastingen terwijl ze hun weg vinden naar de positieve laag van de PV-cel.

De stroom van elektriciteit is belangrijk

De zonnepanelen produceren gelijkstroom (DC) elektriciteit, maar de elektriciteitsopwekking die we in onze huizen gebruiken is wisselstroom (AC). Om dit probleem op te lossen, voegen we een omvormer toe aan ons circuit. Vervolgens zet de omvormer de gelijkstroom om in wisselstroom.

De omvormer is een belangrijke factor bij het bepalen hoe zonnepanelen werken, want zonder een omvormer in ons PV-systeem kunnen we niet veel doen met de stroom die door de zonnepanelen wordt opgewekt.

Omvormers zijn er in vele soorten en maten, en degene die u moet gebruiken hangt af van een aantal factoren, waaronder:

• Kosten: Micro-omvormers resulteren in meer output, maar zijn over het algemeen duurder
• Of een deel van het zonnepaneel wel of niet in de schaduw komt te staan: elke schaduw leidt tot grote vermogensdalingen als een stringomvormer wordt gebruikt

De twee belangrijkste typen omvormers zijn micro-omvormers en stringomvormers.

Micro-omvormers

Micro-omvormers zijn kleine apparaten die direct onder een zonnepaneel kunnen worden gemonteerd. Micro-omvormers zijn ontworpen om de elektrische stroom van slechts één (of soms twee) zonnepanelen te verwerken, waarbij de gelijkstroom ter plekke wordt omgezet in wisselstroom. Sommige fabrikanten maken zelfs zonnepanelen met micro-omvormers die in het ontwerp zijn geïntegreerd en noemen ze 'AC-modules'.

String-omvormers

Grotere "string"-omvormers, ook wel centrale omvormers genoemd, zijn ontworpen om het gelijkstroomvermogen van veel PV-modules om te zetten. Deze zijn verkrijgbaar in formaten zo klein als 3 kilowatt die zou werken voor 10-12 zonnepanelen of zo groot als 5 megawatt die de stroom van maar liefst 20.000 zonnepanelen kan omzetten.

Bij dit soort string-omvormers voor zonne-energie zou u de zonnepanelen in serie van "strings" met elkaar verbinden en een gelijkspanning aan de omvormer voeden. De omvormer stoot deze vervolgens af tot de wisselspanning die geschikt is voor het huis of bedrijf waar het systeem wordt geïnstalleerd.

Wat is zonne-efficiëntie en wat betekent het eigenlijk?

Een efficiëntieclassificatie meet het percentage zonlicht dat de zonnecel raakt en wordt omgezet in bruikbare elektriciteit. Hoe hoger het rendement, hoe minder oppervlakte de zonnepanelen nodig hebben om aan uw energiebehoeften te voldoen, maar hoe hoger het prijskaartje.

Sommige mensen associëren hogere efficiëntieniveaus met panelen van hogere kwaliteit, maar dit is niet noodzakelijk waar. Hoge efficiëntie betekent dat uw zonne-PV-systeem minder ruimte op uw dak in beslag neemt. Daarom zijn degenen die in gebieden met een hoge dichtheid wonen en zeer beperkte ruimte voor zonne-energie hebben over het algemeen meer bezorgd over efficiëntieniveaus.

Hoe werken zonnepanelen: alles aan elkaar knopen

Om het verhaal van hoe zonnepanelen werken compleet te maken, wordt in een standaard, netgekoppeld systeem de AC-elektriciteit van de omvormer geleverd aan het huis of bedrijfsgebouw. Die wisselstroom zorgt voor de elektrische ladingen zoals lichten, apparaten, computers, airconditioners en machines.

Als de zonnepanelen bij nettometing meer stroom opwekken dan de verbruikers gebruiken, wordt de overtollige energie teruggevoerd naar het nutsbedrijf. Dit overtollige vermogen wordt bijgehouden door de elektriciteitsmeter en het nutsbedrijf zal u hiervoor crediteren. Als de belastingen meer vermogen nodig hebben dan de zonnepanelen opwekken, dan komt het extra benodigde vermogen van het nutsbedrijf en verbruikt u de tegoeden die u heeft opgebouwd.

Aan het einde van de maand verrekent het elektriciteitsbedrijf de tegoeden voor de elektriciteit die u hen hebt gegeven en de kosten voor de elektriciteit die u hebt gebruikt.

Nu je het antwoord hebt op "Hoe werken zonnepanelen?", kun je een plaatselijk zonne-energiebedrijf zoeken om er een paar voor je te installeren!