Zonnepanelen werking

Zonnepanelen vangen zonlicht op en zetten de lichtdeeltjes om in stroom. Op deze pagina leest u meer over hoe zonnepanelen dit doen en waar u op moet letten bij aanschaf.

De zon stuurt oneindig veel energie naar de aarde. In een zonnepaneel wordt zonne-energie omgezet in stroom. Dit gebeurt door het fotovoltaïsche effect. Zonnepanelen worden daarom ook wel PV-panelen genoemd, dit refereert naar de Engelse term “photo voltaic”. Photo staat voor licht en Voltaic staat voor stroom. 

Ja. Voor het opwekken van stroom hebben zonnepanelen niet altijd direct zonlicht nodig. Ook bij bewolking leveren zonnecellen voldoende stroom. 

Netto leveren zonnepanelen in Nederland een zeer mooi rendement. In het voorjaar, najaar én in de zomer hebben we in Nederland relatief veel daglicht. Bovendien is het meestal niet te warm en dit is juist erg gunstig voor een optimale werking van zonnepanelen. Goede koeling door de wind is één van de redenen dat wij niet kiezen voor in-dak montage. Als zonnepanelen warm worden presteren zij namelijk minder.

Zonnepanelen bevatten dunne lichtgevoelige (fotovoltaïsche) zonnecellen, welke zijn gemaakt van gekristalliseerd silicium. De zonnecellen bestaan uit twee lagen waartussen, onder invloed van het zonlicht, stroom kan ontstaan. Iedere zonnecel creëert zo een bepaalde stroom-spanning.

Door meerdere zonnecellen aan elkaar te schakelen kan de stroom gaan lopen van cel naar cel (in het zonnepaneel). Alle cellen in een zonnepaneel zijn aan elkaar gekoppeld in een serieschakeling. Door zonnepanelen loopt altijd gelijkstroom. Dit betekent dat de stroom altijd dezelfde kant op loopt - van plus naar min. In het Engels noemen we gelijkstroom 'Direct Current' (DC).

Tussen de zonnecellen lopen hele dunne draadjes, elektroden, die deze stroom netjes geleiden en via de junktion box veilig samenbrengt. Uit elk zonnepaneel komen twee kabels: een plus en een min. 

Een zonnepaneel heeft altijd een + positief en - negatief geladen kant. Wanneer de plus- en de min-kant van een zonnepaneel aan elkaar worden verbonden ontstaat er een elektrisch circuit en gaat er stroom lopen. 

Door de plus- en min-stekkers van meerdere zonnepanelen aan elkaar te koppelen, ontstaat er een serieschakeling van zonnepanelen die samen optimaal stroom opwekken. Een serieschakeling noemen we een 'string'. U zou een string ook kunnen zien als een eigen kring met aaneengesloten zonnepanelen.

Er bestaat de mogelijkheid om de zonnepanelen parallel aan elkaar te schakelen met micro-omvormers. De gelijkstroom (DC) wordt dan per zonnepaneel op het dak omgevormd tot wisselstroom (AC).

Een serie (string) zonnepanelen op het dak noemen we de DC-kant. Voor het aansluiten van een serieschakeling zonnepanelen op een string-omvormer, verlengt de installateur twee DC-kabels van de zonnepanelen: een plus- en een min-kabel. Beide kabels worden naar de omvormer geleid, welke binnen hangt. 

De zonnepanelen worden vaak verdeeld over twee strings. In dat geval worden er tweemaal twee DC-kabels naar binnen gevoerd. Als er drie strings worden geplaatst, worden er driemaal twee DC-kabels naar binnen gevoerd, etc. Elke string die wordt aangesloten werkt onafhankelijk van de andere strings.

De installateur sluit de DC-kabels veilig aan op uw string-omvormer. De centrale omvormer zorgt dat de gelijkstroom van de zonnepanelen veilig en efficiënt wordt omgezet naar wisselstroom voor gebruik in uw woning. Bij zonnepanelen die in serie aan elkaar worden gekoppeld geldt:

Meerdere zonnepanelen kunnen ook parallel aan elkaar worden gekoppeld. ZelfOpwekken.nl biedt hiervoor micro-omvormers. 

Er wordt per zonnepaneel een micro-omvormer geplaatst achter het zonnepaneel. Dit is weliswaar iets duurder en lastiger bij reparaties en onderhoud, maar het verhelpt alle negatieve invloed van schaduw op de andere zonnepanelen. 

Het beste advies: plaats zonnepanelen zodat er geen schaduw op valt. Mocht dit niet mogelijk zijn, dan geldt bij zonnepanelen met micro-omvormers:

De richting van de zonnepanelen (hoe u ze plaatst) heeft direct invloed op de jaarlijkse opbrengst. Zonnepanelen plaatsen richting het zuiden levert qua stroomproductie het hoogste rendement per zonnepaneel. 

De zon komt 's ochtend op in het oosten en draait dan over het zuiden naar het westen, waar de zon ondergaat. Gelukkig leveren systemen richting het oosten en het westen vaak ook een goed rendement! Verder maakt de hellingshoek ook wel iets uit, maar dit is minder belangrijk.