Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit. Klinkt simpel, maar er zit een slim stukje techniek achter. In dit artikel leggen we stap voor stap uit wat er gebeurt vanaf het moment dat de zon op je dak schijnt tot het moment dat je de stekker van je waterkoker in het stopcontact steekt. Geen ingewikkeld jargon, wel een helder verhaal.
Hoe wekken zonnepanelen elektriciteit op?
Inmiddels weet je ongeveer hoe we stroom kunnen opwekken uit zonne-energie. Hoe zonnepanelen werken? Zodra er zonlicht op de panelen valt, geven de fotonen energie af aan de siliciumatomen. Hierdoor komen de elektronen los en ontstaat er een elektrische lading. De elektronen gaan bewegen tussen de lagen van de zonnecel, waardoor we gelijkstroom krijgen. Deze stroom wordt door de draden binnen de zonnepanelen geleid. Met behulp van een omvormer wordt de gelijkstroom omgezet naar wisselstroom. Dat is namelijk de energie die we gebruiken in ons huishouden. Het komt vaak voor dat zonnepanelen meer energie opwekken dan ze verbruiken. In dit geval wordt de overtollige energie teruggeleverd aan het net.
Wat zit er in een zonnepaneel?
Een zonnepaneel is meer dan een plaat silicium. Het bestaat uit verschillende lagen die samenwerken om stroom te produceren.
De zonnecellen. Dit is het hart van het paneel. Een standaard zonnepaneel bevat 60 of 72 zonnecellen, elk zo’n 15 bij 15 centimeter. De cellen zijn met elkaar verbonden door dunne metalen strips die de stroom afvoeren.
Twee siliciumlagen. Elke zonnecel bestaat uit twee lagen silicium die op een speciale manier zijn behandeld. De bovenste laag heeft een overschot aan elektronen (negatief geladen), de onderste laag een tekort (positief geladen). Dit verschil zorgt voor een elektrisch veld dat de losgekomen elektronen in één richting duwt.
Contactpunten. Aan de boven- en onderkant van de cel zitten metalen contacten die de elektronen opvangen en doorsturen naar de volgende cel.
Beschermend glas. Aan de voorkant zit gehard glas dat de cellen beschermt tegen regen, hagel en vuil. Dit glas is speciaal behandeld om zo min mogelijk licht te weerkaatsen.
Achterkant en frame. De achterkant is meestal een kunststof plaat die vocht buiten houdt. Het aluminium frame geeft stevigheid en maakt montage op het dak mogelijk.
Monokristallijn versus polykristallijn
Je hebt vast wel eens gehoord van monokristallijn en polykristallijn zonnepanelen. Maar wat is het verschil eigenlijk?
Monokristallijn panelen zijn gemaakt van één groot siliciumkristal. De cellen hebben een egale, donkere kleur en afgeronde hoeken. Doordat het materiaal zo uniform is, kunnen de elektronen makkelijker bewegen. Dat maakt deze panelen efficiënter. Ze halen meer stroom uit dezelfde hoeveelheid zonlicht.
Polykristallijn panelen bestaan uit meerdere kleine siliciumkristallen die aan elkaar zijn gesmolten. Je herkent ze aan de blauwige kleur en het gespikkelde uiterlijk. De grenzen tussen de kristallen verstoren de elektronenstroom een beetje, waardoor ze iets minder efficiënt zijn.
| Type | Uiterlijk | Rendement | Prijs |
|---|---|---|---|
| Monokristallijn | Zwart, egaal | 18-22% | Hoger |
| Polykristallijn | Blauw, gespikkeld | 15-18% | Lager |
Tegenwoordig kiezen de meeste mensen voor monokristallijn. Het prijsverschil is kleiner geworden en je haalt meer uit je beschikbare dakoppervlak.
De omvormer: van gelijkstroom naar wisselstroom
De stroom die uit je zonnepanelen komt is gelijkstroom. Dat betekent dat de elektronen steeds dezelfde kant op bewegen. Maar de apparaten in je huis werken op wisselstroom, waarbij de elektronen vijftig keer per seconde van richting wisselen. Die twee zijn niet compatibel.
Daarom heb je een omvormer nodig, ook wel inverter genoemd. Dit apparaat zet de gelijkstroom om in wisselstroom van 230 volt, precies zoals die uit je stopcontact komt.
De omvormer doet nog meer dan alleen omzetten. Hij optimaliseert ook de stroomproductie. Zonnepanelen leveren namelijk niet altijd evenveel. Een wolk voor de zon, een schaduw van een boom, vuil op het paneel: het heeft allemaal invloed. De omvormer zoekt continu naar het punt waarop de panelen het meeste stroom leveren. Dit heet Maximum Power Point Tracking, afgekort MPPT.
Soorten omvormers
Stringomvormer. De meest voorkomende variant. Alle panelen zijn in serie geschakeld en aangesloten op één omvormer. Voordeel: goedkoop en betrouwbaar. Nadeel: als één paneel in de schaduw staat, daalt de opbrengst van de hele reeks.
Micro-omvormers. Elk paneel heeft zijn eigen kleine omvormer. Voordeel: schaduw op één paneel beïnvloedt de rest niet. Nadeel: duurder in aanschaf en meer onderdelen die kapot kunnen.
Optimizers. Een tussenoplossing. De panelen hebben elk een optimizer die de stroom optimaliseert, maar er is nog steeds één centrale omvormer. Combineert de voordelen van beide systemen.
Van omvormer naar stopcontact
De wisselstroom van de omvormer gaat naar je meterkast. Daar wordt de stroom verdeeld over de groepen in je huis. Zet je de waterkoker aan? Dan stroomt de stroom van je zonnepanelen rechtstreeks naar dat apparaat.
Wek je meer op dan je verbruikt? Dan gaat de overtollige stroom via je meter naar het elektriciteitsnet. Je meter draait dan letterlijk terug. Dit terugleveren wordt vergoed via de salderingsregeling. Tot en met 2026 mag je nog volledig salderen. Daarna wordt het stapsgewijs afgebouwd.
Verbruik je meer dan je opwekt, bijvoorbeeld ’s avonds als de zon onder is? Dan haal je gewoon stroom van het net, zoals je altijd deed.
Hoeveel stroom levert een zonnepaneel op?
De opbrengst van een zonnepaneel hangt af van verschillende factoren. Het vermogen van het paneel is het uitgangspunt. Dit wordt uitgedrukt in wattpiek (Wp) en geeft aan hoeveel stroom het paneel onder ideale omstandigheden produceert. Moderne panelen zitten tussen de 350 en 450 Wp. Maar die ideale omstandigheden heb je zelden. In de praktijk levert een paneel in Nederland zo’n 85 procent van zijn wattpiek per jaar op in kilowattuur. Een paneel van 400 Wp produceert dus ongeveer 340 kWh per jaar.
Wat de opbrengst beïnvloedt
De richting van je dak. Een zuiddak levert het meeste op. Oost of west levert zo’n 10 tot 15 procent minder. Noord is meestal niet rendabel.
De hellingshoek. De ideale hoek in Nederland ligt rond de 35 graden. Een plat dak levert iets minder op, tenzij je de panelen op een frame monteert.
Schaduw. Bomen, schoorstenen, dakkapellen: alles wat schaduw werpt verlaagt de opbrengst. Bij oudere systemen kan schaduw op één paneel de hele reeks beïnvloeden.
Temperatuur. Dit klinkt tegenstrijdig, maar zonnepanelen presteren beter als het niet te warm is. Op een koele zonnige dag in maart leveren ze meer op dan op een snikhete dag in juli.
Vuil. Stof, vogelpoep en bladeren blokkeren het licht. De regen spoelt het meeste weg, maar een schoonmaakbeurt kan geen kwaad als je onder bomen woont.
Werken zonnepanelen ook in de winter?
Ja, zonnepanelen werken het hele jaar door. Ze hebben licht nodig, geen warmte. Zelfs op een bewolkte dag produceren ze stroom, al is het minder dan bij volle zon. In de winter is de opbrengst wel een stuk lager dan in de zomer. Dat komt doordat de dagen korter zijn en de zon lager aan de hemel staat. In december en januari komt zo’n 3 tot 5 procent van de jaaropbrengst binnen. In juni en juli is dat 15 tot 18 procent.
| Periode | Percentage van jaaropbrengst |
|---|---|
| December – januari | 3-5% |
| Februari – maart | 8-10% |
| April – mei | 14-16% |
| Juni – juli | 15-18% |
| Augustus – september | 12-14% |
| Oktober – november | 6-8% |
Die ongelijke verdeling is geen probleem zolang je mag salderen. De overschotten van de zomer verrekenen je tekorten in de winter. Maar wil je zelfvoorzienend zijn, dan heb je een flinke thuisbatterij nodig om de zomer-stroom te bewaren voor de winter.
Werken zonnepanelen ook op bewolkte dagen?
Absoluut. Wolken blokkeren een deel van het zonlicht, maar niet alles. Op een licht bewolkte dag produceren je panelen nog zo’n 50 tot 70 procent van wat ze bij volle zon zouden leveren. Bij zware bewolking daalt dat naar 10 tot 30 procent. Diffuus licht, het licht dat door de wolken heen komt, heeft een andere samenstelling dan direct zonlicht. Sommige panelen gaan daar beter mee om dan andere. Moderne panelen zijn geoptimaliseerd om ook bij minder ideale omstandigheden goed te presteren. Regen is overigens niet per se slecht nieuws. Het spoelt het vuil van je panelen, waardoor ze daarna weer beter werken.
De levensduur van zonnepanelen
Zonnepanelen gaan lang mee. De meeste fabrikanten geven 25 jaar garantie op de opbrengst. Na die 25 jaar produceren ze nog steeds stroom, alleen iets minder dan in het begin. De degradatie, het langzame verlies aan vermogen, bedraagt zo’n 0,3 tot 0,5 procent per jaar. Na 25 jaar heb je dus nog 85 tot 90 procent van de oorspronkelijke capaciteit over. Veel panelen gaan 30 jaar of langer mee. De omvormer heeft een kortere levensduur, meestal 10 tot 15 jaar. Die zul je dus een keer moeten vervangen. Kosten: €1.000 tot €1.500.
Zelf stroom opwekken met zonnepanelen?
Wil je meer weten over hoe zonnepanelen werken? Neem dan gerust contact met ons op. Wij leggen je graag uit hoe een PV-installatie werkt en wat het jou kan opleveren. In een vrijblijvend adviesgesprek kunnen we jouw situatie in kaart brengen. Op basis daarvan kunnen we je persoonlijk advies geven. Uiteraard kunnen we je ook informeren over eventuele subsidies en belastingvoordelen waar je voor in aanmerking komt. Net als dat we je graag helpen om de terugverdientijd in te schatten. Zo weet je precies waar je aan toe bent als je zonnepanelen laat installeren!
Besluit je op basis van het adviesgesprek dat je zonnepanelen wilt? Dan kunnen wij je zonnepanelen al binnen 4 tot 6 weken leveren. Hierna zorgen onze specialisten voor een vakkundige installatie.
Neem contact op met Ventasol voor een vrijblijvend adviesgesprek. We kijken naar je dak, je verbruik en je wensen. Je krijgt een helder advies over welke zonnepanelen bij jou passen en wat ze je opleveren. Geen verplichtingen, wel duidelijkheid.
