Stroom opwekken met zonnepanelen

Je eigen stroom opwekken met zonnepanelen, steeds meer mensen doen het. Je ziet dan ook steeds vaker zonnepanelen liggen op de daken en dat is niet voor niets. Behalve dat het opwekken van stroom met zonnepanelen beter is voor het milieu, kan dit uiteindelijk ook flink besparen op je energiekosten. Dat is wel zo lekker natuurlijk! Zonnepanelen wekken stroom op vanuit zonne-energie, maar wat is dat precies en hoe gaat dat in zijn werk? Wekken zonnepanelen ook stroom op als de zon niet schijnt en hoeveel stroom wek je eigenlijk op met zonnepanelen? Je leest er hier alles over.

Wat is zonne-energie?

De zon is in feite een gigantische bol van energie. Zonne-energie bereikt de aarde als licht, in de vorm van straling. Deze straling bestaat uit zichtbare en onzichtbare straling, zoals Uv-straling en infrarood straling. De zon geeft ontzettend veel energie af. Genoeg om de hele wereld van stroom te voorzien en zelfs meer dan dat. De hoeveelheid zonne-energie die de aarde bereikt is namelijk 9000 keer meer dan het totale verbruik van alle mensen bij elkaar opgeteld. Zonne-energie is een zeer duurzame bron van energie. Het is berekend dat de zon nog zeker genoeg energie heeft voor de komende 1,5 miljard jaar. Behalve zonnestralen zijn ook andere duurzame energiebronnen afkomstig van de zon. De zon laat namelijk biomassa groeien, is verantwoordelijk voor de verdamping van water (wat een belangrijke factor is voor waterkrachtcentrales) en veroorzaakt de wind.

Hoe werken zonnepanelen?

Het omzetten van zonne-energie naar elektriciteit is een iets ingewikkelder verhaal. Sinds een kleine 200 jaar terug weten we dat zonne-energie omgezet kan worden in elektriciteit. Het opwekken van elektriciteit uit zonlicht wordt ook wel het fotovoltaïsch effect genoemd. In de meeste systemen, waaronder zonnepanelen, wordt hiervoor het materiaal silicium gebruikt. Silicium is een halfgeleider. Tijdens het fotovoltaïsche proces zorgen zonnestralen voor fotonen, die vervolgens de elektronen in het silicium in beweging brengen. Omdat zonnecellen uit een bovenste en een onderste laag bestaan, willen de elektronen graag bewegen van de bovenste naar de onderste laag. Net als in een batterij gaan de elektronen van de bovenste plaat met veel bewegende elektronen, naar de onderste plaat met weinig bewegende elektronen. Op deze manier ontstaat er spanning in een zonnecel. Door meerdere zonnecellen achter elkaar te schakelen gaat er stroom lopen en zo wekken zonnepanelen energie op. Deze stroom is vervolgens geschikt om te gebruiken in huis of voor bijvoorbeeld zaken als het opladen van je elektrische auto.

Werken zonnepanelen ook als de zon niet schijnt?

Zonnepanelen hebben zonlicht nodig om te werken. Dit betekent niet direct dat de zon ook daadwerkelijk moet schijnen. In principe is er overdag altijd sprake van zonlicht, ook wanneer het bewolkt is. Zonnepanelen wekken dus ook stroom op als het bewolkt is. Maar let wel op, want hoe feller de zon schijnt hoe meer stroom zonnepanelen opwekken. Omdat zonnepanelen ook zonder dat de zon daadwerkelijk schijnt voldoende stroom kunnen opwekken is het geen bezwaar of de zonnepanelen in oostelijke, noordelijke, westelijke of zuidelijke richting worden geplaatst. De opbrengst van zonnepanelen die in zuidelijke richting zijn vanzelfsprekend het hoogst.

Heeft schaduw een effect op de energieopbrengst van zonnepanelen?

De stroom in zonnepanelen moet bewegen, oftewel rondgaan. Wanneer een zonnecel wordt bedekt door schaduw en dus geen zonlicht ontvangt betekent dit dat de elektronen in die zonnecel in mindere mate in beweging komen. Hierdoor loopt er dus minder stroom door de zonnepanelen wat leidt tot een lagere energieopbrengst. Om dit opbrengstverlies te verminderen beschikken zonnepanelen over bypass diodes. Dit zorgt ervoor dat de zonnecel die in de schaduw ligt tijdelijk wordt overgeslagen. Het gevolg hiervan is wel dat de energieopbrengst ook tijdelijk afneemt. Gelukkig is hier een oplossing voor: micro-omvormers.

Micro-omvormers voor je zonnepanelen

Als je het niet kunt vermijden dat de zonnepanelen deels in de schaduw komen te liggen kun je micro-omvormers gebruiken. Micro-omvormers zijn in feite kleine omvormingssystemen voor ieder zonnepaneel. Op deze hoeft een beschaduwd paneel er niet voor te zorgen dat de rest van de zonnepanelen minder stroom produceren. Deze micro-omvormers kosten ongeveer tussen de 100 en 150 euro per stuk. Dit maakt een zonnesysteem dus al snel wat duurder. Een andere oplossing voor beschaduwde zonnepanelen zijn power optimizers. Deze kosten ongeveer de helft van de prijs van een micro-omvormer. Een power optimizer is een klein kastje dat afzonderlijk te koppelen is aan ieder zonnepaneel. Dit zorgt ervoor dat de stroom en de spanning van een zonnepaneel de optimale verhouding behouden, ook wanneer een zonnepaneel even in de schaduw ligt. Op deze manier wordt de opbrengst van het paneel maximaal benut. Er zijn ook zonnepanelen op de markt met geïntegreerde power optimizers.

Hoeveel stroom wekken zonnepanelen op?

Het maximale vermogen van een zonnepaneel wordt uitgedrukt in Watt. Omdat zonlicht niet altijd even gelijkmatig aanwezig is wordt de stroomproductie van zonnepanelen aangegeven in watt-piek (Wp). Dit is ook wel het maximale vermogen dat een zonnepaneel kan leveren. De meeste zonnepanelen in Nederland hebben een vermogen van 250 Wattpiek. Omdat het zo goed als onmogelijk is om in Nederland van het maximale vermogen van een zonnepaneel gebruik te maken wordt er een correctie toegepast op het Wattpiek vermogen. De correctiewaarde heeft een factor van 0,85 en is terug te vinden in de specificaties. Deze correctie houdt in dat een zonnepaneelsysteem met een vermogen van 1000 Wattpiek op jaarbasis maximaal 850 kWh aan stroom opwekt. Op deze manier krijg je een eerlijk beeld van wat je zonnepanelen precies opleveren onder de Nederlandse zon. Houdt er wel rekening mee dat er aan de kustgebieden gemiddeld meer zonuren zijn en je in deze gebieden dus iets meer kWh per jaar zal opwekken met dezelfde zonnepanelen.

Wat zijn de afmetingen van een zonnepaneel?

Zonnepanelen zijn verkrijgbaar in verschillende formaten. Het standaard formaat van een zonnepaneel is 100 x 1,65 meter en heeft een vermogen van 250 Wattpiek. Er zijn ook zonnepanelen verkrijgbaar met een hoger gemiddeld vermogen, van ongeveer 300 Wattpiek. De afmetingen van deze panelen zijn 1 x 1,95 meter.

Thuis stroom opwekken met zonnepanelen

Het gemiddelde elektriciteitsverbruik van een gemiddeld huishouden in Nederland is ongeveer 3000 kWh stroom per jaar. Wanneer je er bijvoorbeeld voor kiest om een zonnepaneelsysteem aan te leggen met een totaal vermogen van ongeveer 1800 Wattpiek (wat na de correctie uitkomt op iets meer dan 1500 kWh), ben je voor 50% voorzien in je stroombehoefte. Stel dat je er in dit voorbeeld voor kiest om meer zonnepanelen te laten plaatsen, waardoor je op een totaal vermogen uitkomt van 3000 Wattpiek of meer, dan kun je salderen op je energierekening of stroom terugleveren aan je energieleverancier.