Hoe werkt zonne-energie?

In een zonnepaneel wordt zonne-straling omgezet in elektriciteit. Zonnepanelen worden ook wel PV-panelen genoemd, naar het Engelse “Photo-Voltaic”. Het zijn namelijk de foto-voltaïsche cellen in het paneel, die de zonne-energie opvangen. Zonnepanelen mogen niet verward worden met zonnecollectoren. Deze werken volgens een ander principe. Hierbij wordt stromend water opgewarmd door middel van zonne-warmte.

 

Na de eerste panelen met silicium zonnecellen kwamen er de zogenaamde dunne-filn zonnecellen. Inmiddels is er sprake van een derde generatie zonnepanelen. Deze kunnen onder meer polymeren, quantum-dots en nano antennes bevatten, in alle gevallen nóg lichter materiaal. De (Mono)kristallijne zonnepanelen (cellen) hebben op dit moment het grootste marktaandeel. Mede omdat er veel aanbod is en de prijs laag ligt. De nieuwe technieken zijn soms veel belovend maar moeten zich qua schaalbaarheid en prijs nog wel bewijzen.

 

Zonnecellen bestaan uit twee lagen waartussen, onder invloed van zonlicht, elektrische stroom ontstaat. Zonnecellen werden aanvankelijk gemaakt van silicium, dat bestaat uit twee lagen. Onder invloed van licht wordt elektrische spanning opgewekt tussen de lagen, maar de ontwikkeling heeft niet stil gestaan.

 

Verschillende soorten silicum

Er zijn drie verschillende soorten silicium die vaak gebruikt worden in zonnepanelen, met verschillen in rendement en levensduur. Over het algemeen is kristallijn silicium van de hoogste kwaliteit.

 

  • Monokristallijn silicium wordt veel gebruikt op zonnepanelen en staat bekend om het hoge rendement en kwaliteit. Bij de productie van een monokristallijn zonnecel wordt gebruik gemaakt van zuiver halfgeleidermateriaal. Uit deze siliciumsmelt trekt men vervolgens staven die steeds uit slechts één kristal bestaan. Vandaar ook de term monokristal. Nadien worden deze staven verzaagd tot dunne platen die geschikt zijn voor de zonnepanelen. Van deze staaf worden  zeer dunne plakken gesneden die uiteindelijk de zonnecellen zullen gaan vormen. De individuele kristallen worden verder bewerkt en allen in dezelfde richting gelegd, waardoor een monokristallijn zonnepaneel meer energie kan genereren per oppervlak omdat het zuiverder is. Deze productie is de duurste methode, maar levert wel het hoogste rendement. U kunt de zonnepanelen herkennen aan de ronde hoekjes.
  • Polykristallijn silicium wordt ook vaak voor zonnepanelen gebruikt. Vanwege verschil in productiemethode, is het rendement van polykristallijn silicium enigszins lager dan dat van monokristallijn silicium. Om Polykristalijne silicium te produceren, wordt gebruik gemaakt van silicium in vloeibare vorm die ik grote blokken gegoten wordt. Bij het uitharden van deze blokken vormen zicht de kristallen die verschillende vormen zullen aannemen. Dit maakt het productieproces van een polykristallijn zonnepaneel korter en het zonnepaneel goedkoper. U kunt de Polykristallijn silicium herkennen aan de rechte hoeken.
  • Amorf silicium verschilt van kristallijn silicium, omdat het niet gemaakt is van kristallen maar van poeder. Dit type is het goedkoopste op de markt, maar daar staat tegenover dat het ook het laagste rendement kent. Over het algemeen is dit geen goede keuze voor zonnepanelen, omdat de zonnecellen een aanzienlijk lager rendement leveren. De amorf zonnecel is te herkennen aan de ononderbroken zwartheid van de cel.

 

Zonnepanelen hebben voor het opwekken van stroom niet perse direct zonlicht nodig, ook op een bewolkte dag kan een zonnepaneel elektriciteit opleveren. Diffuus licht ontstaat op een bewolkte dag en is licht dat gelijkmatig wordt verstrooid en verdeeld. Hierdoor is het minder fel. Hoewel de intensiteit van diffuus licht lager is, levert deze vorm van licht wel degelijk zonnestroom op. Dus ook op een bewolkte winterdag levert een zonnestroominstallatie energie op.

 

10 zonnepanelen in Statenkwartier Den Haag

 

Bron foto: Solar Engineers

 

Lees hier meer over: