Hoe werken zonnepanelen? Werking, types en rendement

Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit, zodat je zelf duurzame energie kunt opwekken en minder afhankelijk bent van het elektriciteitsnet. Gemiddeld kan een huishouden met zonnepanelen tot 70% van zijn eigen elektriciteitsbehoefte dekken, wat resulteert in aanzienlijke besparingen op de energiekosten. Maar hoe werken zonnepanelen precies en wat bepaalt hun rendement? In dit artikel ontdek je alles over de werking van zonnepanelen en de factoren die bijdragen aan een maximale energieopbrengst.

Hoe werken zonnepanelen

Hoe werkt een zonnepaneel?

Een zonnepaneel werkt door zonlicht om te zetten in elektriciteit met behulp van zonnecellen. Wanneer zonlicht op een zonnecel valt, worden de fotonen in het licht geabsorbeerd, waardoor elektronen loskomen en er een elektrische stroom ontstaat. Dit proces heet het fotovoltaïsch effect.

Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een zonnepaneel?

Zonnepanelen bestaan uit de volgende onderdelen:

  • Zonnecellen: Vangen het zonlicht op en zetten dit om in elektriciteit.
  • Glasplaat: Beschermt de zonnecellen tegen weersinvloeden.
  • Antireflectiecoating: Maximaliseert de lichtabsorptie voor een hogere efficiëntie.
  • Aluminium frame: Biedt structurele ondersteuning en helpt bij de montage.

Deze onderdelen zorgen ervoor dat zonnepanelen duurzaam zijn en goed beschermd tegen diverse weersomstandigheden.

Wat is het fotovoltaïsch effect?

Het fotovoltaïsch effect is het proces waarbij zonnecellen zonlicht omzetten in elektrische energie. Dit effect ontstaat doordat fotonen in zonlicht elektronen in de zonnecel losmaken. De zonnecel creëert een elektrisch veld dat deze elektronen in één richting duwt, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

Welke rol speelt silicium in het fotovoltaïsch effect?

Silicium, een halfgeleidermateriaal, is cruciaal voor het fotovoltaïsch effect. Wanneer zonlicht op de siliciumlaag van een zonnecel valt, worden elektronen losgemaakt en ontstaat een elektrische stroom. Silicium heeft de eigenschap om deze stroom stabiel en efficiënt te geleiden.

Wat is een omvormer en waarom is deze belangrijk?

Een omvormer zet de gelijkstroom (DC) die door de zonnepanelen wordt geproduceerd om in wisselstroom (AC), die geschikt is voor huishoudelijk gebruik. Zonder een omvormer kan de opgewekte stroom niet worden gebruikt voor apparaten in huis of teruggeleverd aan het elektriciteitsnet.

Welke verschillende soorten omvormers zijn er?

Er zijn drie hoofdtypen omvormers die elk een specifieke functie hebben:

  • Centrale omvormers: Geschikt voor systemen met weinig schaduw en één grote stroombron.
  • Micro-omvormers: Voorzien elk paneel afzonderlijk van een omvormer, ideaal bij schaduwrijke daken.
  • Power optimizers: Werken per paneel en worden gecombineerd met een centrale omvormer om het rendement per paneel te optimaliseren.

Wat is wattpiek (Wp) en wat betekent dit voor de opbrengst?

Wattpiek (Wp) is de eenheid die het maximale vermogen van een zonnepaneel onder ideale omstandigheden aangeeft. Een paneel met 350 Wp produceert maximaal 350 watt onder standaard testomstandigheden. Dit vermogen is echter een theoretische waarde; in de praktijk wordt de opbrengst beïnvloed door factoren zoals zonuren, oriëntatie en schaduw.

Welke invloed heeft de oriëntatie op de werking van zonnepanelen?

De oriëntatie van zonnepanelen bepaalt hoeveel zonlicht de panelen ontvangen. In België levert een dak dat op het zuiden gericht is de hoogste opbrengst op, terwijl daken op het oosten of westen iets minder rendement behalen. Voor de beste resultaten moeten de panelen zoveel mogelijk richting het zuiden wijzen.

Is een dak op het westen of oosten geschikt voor zonnepanelen?

Ja, een dak op het westen of oosten is nog steeds geschikt voor zonnepanelen, hoewel het rendement iets lager ligt. Zonnepanelen op oost- en westdaken ontvangen minder zonlicht per dag dan een zuidelijk dak, maar blijven rendabel.

Welke invloed heeft de hellingshoek op de werking van zonnepanelen?

De hellingshoek van een dak speelt ook een belangrijke rol in het rendement. In België is een hellingshoek van 30 tot 35 graden ideaal voor zonnepanelen. Bij een hellingshoek die afwijkt van deze hoek zal het rendement enigszins afnemen.

hellingshoek bij zonnepanelen

Kunnen zonnepanelen worden geïnstalleerd op platte daken?

Ja, zonnepanelen kunnen op platte daken worden geïnstalleerd. Met een montagesysteem kunnen de panelen onder de optimale hoek worden geplaatst om het rendement te maximaliseren, ongeacht de natuurlijke helling van het dak.

Wat zijn de verschillende toepassingen van zonnepanelen?

Zonnepanelen kunnen op verschillende manieren worden toegepast, zowel residentieel als commercieel. Hier zijn enkele van de belangrijkste toepassingen:

  • Dakinstallaties: Zonnepanelen op het dak van woningen en gebouwen.
  • Veldopstellingen: Grotere installaties in open velden, vaak voor commerciële energieproductie.
  • Zonnetenten en carports: Specifiek ontworpen structuren die naast energieopwekking ook schaduw bieden.

In combinatie met wat worden zonnepanelen nog geplaatst ?

Zonnepanelen worden vaak gecombineerd met andere duurzame technologieën om de energie-efficiëntie en onafhankelijkheid verder te vergroten. Hier zijn de meest voorkomende combinaties:

  1. Thuisbatterij
    Door zonnepanelen te combineren met een thuisbatterij kun je overtollige zonne-energie opslaan en later gebruiken, bijvoorbeeld in de avond of tijdens piekuren. Dit verhoogt het eigen verbruik en vermindert de afhankelijkheid van het net, wat vooral handig is in combinatie met een digitale meter zonder salderingsregeling.
  2. Warmtepomp
    Een warmtepomp gebruikt elektriciteit om warmte te genereren voor verwarming en warm water. Door de energie van zonnepanelen te gebruiken voor de warmtepomp, wordt het verbruik van fossiele brandstoffen sterk verminderd, wat een duurzame oplossing biedt voor verwarming van de woning.
  3. Laadpaal voor elektrische voertuigen (EV)
    Met een laadpaal voor elektrische voertuigen kun je de opgewekte zonne-energie direct gebruiken om je elektrische auto op te laden. Dit verlaagt de oplaadkosten aanzienlijk en bevordert duurzaam rijden.

FAQ over het gebruik van zonnepanelen

Hoe werken zonnepanelen in de winter?

Zonnepanelen werken ook in de winter, hoewel de opbrengst lager is door kortere dagen en minder zonuren. Ze produceren echter nog steeds energie, vooral op heldere winterdagen. De opbrengst kan tot 60% minder zijn dan in de zomermaanden.

Wat is de opbrengst van zonnepanelen per maand?

De maandelijkse opbrengst varieert afhankelijk van de seizoenen. In België produceren zonnepanelen in de zomermaanden vaak de meeste energie, terwijl de productie in de winter lager ligt. Een systeem van 4 kWp produceert bijvoorbeeld gemiddeld 300 kWh per maand.

Wat gebeurt er als de zonnepanelen in de schaduw liggen?

Schaduw kan de opbrengst van zonnepanelen aanzienlijk verminderen. Micro-omvormers of optimizers kunnen per paneel het rendement optimaliseren en helpen om het verlies door schaduw te minimaliseren.

Hoe werken zonnepanelen met een digitale meter?

Met een digitale meter wordt de stroom die je opwekt en verbruikt nauwkeurig bijgehouden. Bij een overschot aan energie wordt deze teruggeleverd aan het net, waarvoor je een vergoeding ontvangt of waarmee je de netkosten compenseert.

Hoeveel kosten zonnepanelen en hoe kan je besparen?

De kosten voor zonnepanelen variëren, maar liggen gemiddeld tussen €3.500 en €8.000 voor een gemiddeld systeem. Besparen kan door premies en subsidies te benutten en gebruik te maken van het verlaagde btw-tarief van 6% voor oudere woningen.

Lees meer over kosten en besparing zonnepanelen