Zonnepanelen

Direct in contact komen met installateurs? Klik hier voor een Vrijblijvende ZONNEPANELEN offerte

Wat is een zonnepaneel?

Een zonnepaneel is een serie van aan elkaar gekoppelde zonne cellen, ook gekend als fotocellen. Een serie van deze aaneengelinkte zonne panelen noemt men een zonne aray, een term die men uit het Engels overgenomen heeft.Normale zonne cellen hebben enkele buitengewone middelen nodig om ze te beschermen van de elementen. Voor economische redenen zijn daarom vele zonnecellen bij elkaar gepakt en in één beschermende houder gestopt, in plaats van verschillende beschermende houders die bij elkaar staan. Dit zou niet redelijk zijn, het is veel goedkoper en effectiever om de verschillende cellen in één houder te stoppen. Dit is wat men nu ook doet.

Deze grote houder bevat meerdere cellen die elektrisch aan elkaar gekoppeld zijn. Dit resulteert in een zeer robuust, vervoerbaar en makkelijk installeerbaar product. De houder bestaat uit een, soms plexi- glazen plaat die het oppervlak van het paneel beschermt tegen hagel of harde voorwerpen terwijl deze nog steeds het licht doorlaat van de zon dat de uiteindelijke energie opwekt. Daarnaast is er ook nog het frame dat gemaakt kan zijn uit metaal plastic of fiberglass. Dit geheel noemen we dan een zonne paneel. Een array van zonnepanelen heeft vaak ook nog een invertor, een batterij voor huizen van stroom te voorzien die helemaal niet aangesloten zijn op het elektriciteitsnet en interconnectie bedrading voor moest men meerdere arrays aan elkaar willen koppelen. zonnecel

Het grootste deel van de zonne panelen modules gebruiken een op honing graat gebaseerde gekristalliseerde siliconen cellen of een dunne film cell gebaseerd op cadmium telluride of siliconen. Gekristalliseerde siliconen, die meest voorkomend gebruikt worden in een honing graat structuur in zonne cellen, zijn afgeleid van siliconen, een element met veel gebruiken en facetten. Om de cellen praktisch te kunnen gebruiken, moeten ze aan enkele voorwaarden voldoen.

  • Ze moeten elektrisch geconnecteerd zijn met elkaar en de rest van het elektrische systeem.
  • Ze moeten beschermd worden van mechanische schade tijdens de fabricage, de transport, en tijdens het gebruik. Dit laatste hoofdzakelijk bij hagel, zware sneeuwval en regen. Vooral bij de honingraat structuur zonne panelen die vaak wat brozer zijn dan de dunne film zonne cellen.
  • Ze moeten beschermd zijn van vocht, wat eventueel de metalen onderdelen van de zonne cellen kan doen roesten, evenals de connecties tussen de verschillende cellen. Bij de dunne film cellen kan ook de transparante geleidende laag oxideren, en dus roesten. Dit kan de performance van de cellen, en ook de levensduur ernstig beschadigen.
  • Ze moeten elektrisch geïsoleerd zijn, dit moet inhouden dat ze beschermd zijn als het regent.
  • Ze moeten monteerbaar zijn op een substructuur die op voorhand in het oppervlak verwerkt is, of moeten kunnen ingebouwd worden in een dak.

De meeste modules zijn sterk en stijf, maar er zijn bepaalde fabrikanten die flexibele modules aanbieden, die gebaseerd zijn op dunne film cellen. Dit laat toe dat men ze kan monteren op ronde oppervlakken.

De elektrische connecties van de cellen moeten verbonden worden in serie om het gewenste voltage uit te brengen op de uiteinden van het circuit, of ze moeten in parallel worden aangesloten om een gewenste grootte van de stroomsterkte door het circuit te produceren Diodes worden in het circuit van de array van de verschillende zonnepanelen geschakeld om oververhitting van de cellen zonte voorkomen in het geval dat er een deel van de cel in de schaduw zit of hangt. Omdat zonne cell oververhitting de efficiëntie van het zonne paneel vermindert is het wenselijk om zo weinig mogelijk hitte te hebben in het systeem.
Bijna geen enkele van de fabrikanten van zonnepanelen en modules gebruiken methoden om de zonne panelen te ventileren, maar de installateurs zorgen meestal voor een optimale plaatsing die zoveel mogelijk ventilatie toelaat.

Een nieuwe methode voor het gebruik van zonnepanelen zijn concentrators. Een concentrator houdt in dat men door middel van een reeks lenzen of spiegels het licht van een groot oppervlak concentreert op één plek. Op deze plek wordt dan een reeks kleine cellen geplaatst. Deze methode laat toe dat men met weinig cellen, en dus ook weinig geld een grote hoeveelheid energie opwekt. De cellen zijn dus ook zeer effectief en ook gewenst om hun lage kost per stuk prijs.

Afhankelijk van de constructie van de cellen kan men een wijde breedte van licht frequenties omzetten in energie, maar soms kan men niet heel het licht spectrum gebruiken zoals ultraviolet licht, infrarood licht of lage bandbreedte licht. Daarom wordt veel van het zonlicht verspeeld omdat de zon bijna alle licht frequenties uitzendt, maar de cel ze niet allemaal kan omzetten in energie. Een oplossing hiervoor is dat men de cellen verlicht met monochromatisch licht. Een andere oplossing is dat men het licht door middel van één van de basis fysische principes opbreekt in verschillende frequenties van licht, waarna men de verschillende frequenties op verschillende cellen projecteert die afgestemd zijn voor dat soort licht, en dus ook meer energie uit dat licht kunnen halen. De cellen te samen hebben dan al het licht gebruikt en is er dus een hogere efficiëntie. Deze laatste methode verhoogt de efficiëntie van de zonne panelen met 50%. Het gebruik van zonne cellen die infrarood licht kunnen gebruiken om energie te produceren verhogen de efficiëntie, en ze kunnen ook energie produceren tijdens de nacht.

Zonnelicht conversie ratio’s kunnen wisselen tussen de 5 en 18% bij commerciële productie en kunnen lager zijn bij cell conversie.Een groep wetenschappers op het MIT heeft zeer recent een proces ontworpen om de efficiëntie van Licht Zonne Concentrators te verhogen. Dit proces geeft het licht een nieuw pad langs een doorzichtig materiaal naar PV modules die langs de rand zijn gelegen. De wetenschappers hebben gesuggereerd dat de efficiëntie kan verhoogt worden met een factor van 10 tegenover het oude ontwerp van zonne cellen binnen de komende drie jaar, het zal een conversie ratio van 30% opleveren. Drie van de wetenschappers hebben nu hun eigen bedrijf opgericht, genaamd Covalent Solar, ze hebben het bedrijf opgericht om hun PV modules te produceren en te verkopen.

De huidige marktleider in efficiënte zonne-energie en zonne panelen modules is SunPower, hun zonnepanelen hebben een conversie ratio van 19.3%. Maar daarnaast zijn er een hele reeks andere bedrijven zoals Holosun, Gamma Solar en NanoHorizons die aan het ontpoppen zijn in deze nieuwe industrie. Zij bieden nieuwe innovaties in de zonne cellen, panelen en modules met een gemiddelde conversie ratio van 18%. Deze nieuwe innovaties omvatten energie omzetten aan de voor én achterkant van het paneel en verhoogde energie. Alhoewel, de meeste van deze bedrijven hebben nog geen werkende systemen geproduceerd die gebaseerd zijn op hun design plannen en houden zich nog bezig met het verbeteren van hun technologie. Sinds 14 januari 2009 is er een nieuw wereldrecord met een efficiëntie van 41.1% bereikt.