Stroom uit zonnepanelen

Met stroom uit zonnepanelen is het mogelijk rechtstreeks batterijen op te laden voor bijvoorbeeld tuinlampen, radio's, verkeerslichten en nog veel meer. Dit worden "autonome PV-systemen" genoemd, ofwel op zichzelf staande systemen.

Het PV-systeem dat u regelmatig in Nederland op woningen ziet liggen, is over het algemeen een systeem met een omvormer. Deze zet de opgewekte gelijkstroom van het paneel om naar wisselspanning – de spanning die in Nederland uit het stopcontact (wandcontactdoos) komt. De omvormer wordt aangesloten op het installatienet. Apparaten die op dat moment in de woning stroom verbruiken, worden direct gevoed. Wat eventueel over is, wordt teruggeleverd aan het energienet via de meter of huisaansluiting.

Soorten zonnepanelen

In Nederland komen mono- en polykristallijne zonnepanelen het meest voor. Dit zijn zogenaamde kristallijne zonnepanelen, waarbij de zonnecellen zijn gemaakt van silicium. Silicium komt veel voor op aarde, vooral in zand. Er zijn twee vormen: monokristallijne zonnecellen en polykristallijne zonnecellen. Het productieproces bepaalt of het om mono- of polycellen gaat. Dunne filmpanelen worden vanwege hun lagere rendement minder toegepast in Nederland.

Polykristallijne zonnecellen

Voor de fabricage van polykristallijne zonnecellen wordt silicium gesmolten bij een temperatuur van 1500°C. Tijdens het afkoelen ontstaan kristallen die kriskras door elkaar liggen. Vervolgens worden er plakjes van gemaakt die later in zonnepanelen worden toegepast.

Monokristallijne zonnecellen

Ook bij monokristallijne zonnecellen wordt het silicium gesmolten. Het afkoelen gebeurt echter op een gecontroleerde manier, waardoor alle kristallen netjes dezelfde richting hebben. Dit geeft de cellen een geordend uiterlijk.

Kleur van de zonnecel

Monokristallijne zonnecellen zijn donkerder, vaak bijna zwart, wat veel mensen mooier vinden. Polykristallijne zonnecellen hebben meestal een blauwe kleur, waarbij de kristalstructuur zichtbaar kan zijn. Dit is een belangrijke reden waarom mensen voor mono kiezen.

Verschil in opbrengst

Een polykristallijn zonnepaneel presteert iets beter bij diffuus (indirect) licht, terwijl een monokristallijn paneel beter scoort bij direct licht. In het Nederlandse klimaat is het verschil in de praktijk echter minimaal.

Verschil in prijs

Polykristallijne panelen zijn doorgaans circa 10–15% goedkoper dan monokristallijne panelen. Bij monokristallijne panelen wordt vaak gekozen voor een zwart geannodiseerd aluminium frame, wat bijdraagt aan de hogere prijs.

Dunnefilmzonnepanelen

De afgelopen jaren was er een opkomst van dunnefilmzonnepanelen, zoals CIS (Koper-Indium-Selenium) en CIGS (Koper-Indium-Gallium-Selenide). Deze panelen lijken qua uiterlijk op monokristallijne panelen, omdat ze vaak zwart zijn. In Duitsland werden ze enkele jaren geleden veel toegepast, maar de populariteit neemt af vanwege lagere rendementen en kortere levensduur. Dunnefilmpanelen hebben bovendien vaak afwijkende voltages, waardoor soms speciale omvormers nodig zijn.

De omvormer

De omvormer is een essentieel onderdeel van het zonnesysteem. Het vermogen van de omvormer moet worden afgestemd op de totale capaciteit van de zonnepanelen. Die capaciteit wordt uitgedrukt in Wattpiek (Wp) : het vermogen onder ideale omstandigheden (o.a. 25°C). In Nederland worden deze ideale omstandigheden zelden bereikt, daarom mag het omvormervermogen lager zijn dan het totale Wp van de panelen.

Vuistregel: Kies een omvormer die 20% kleiner tot 10% groter is dan het totale piekvermogen.
Voorbeeld: Bij een installatie van 4000 Wp past een omvormer van 3200 W (20% kleiner) tot 4400 W (10% groter). In Nederland heeft een iets kleinere omvormer vaak de voorkeur, omdat deze eerder in het werkgebied blijft en dus langer energie kan leveren.

Laat uw installateur altijd een berekening maken op basis van:

• Hellingingshoek van het dak

• Locatie in Nederland

• Oriëntatie t.o.v. het zuiden

Gedeeltelijke schaduw

Bij gedeeltelijke schaduw over de panelen is het belangrijk om slim om te gaan met de aansluiting. Eén paneel dat minder presteert, kan namelijk de opbrengst van de hele rij beïnvloeden.

Mogelijkheid 1 – Meerdere strings:
Maak aparte lussen (strings) van panelen die tegelijkertijd in de schaduw komen. Hiervoor heeft u een omvormer met meerdere MPP-trackers nodig. Elke tracker optimaliseert het vermogen van één string. Let op: per string is een minimaal aantal panelen vereist.

Mogelijkheid 2 – Micro-omvormers of power optimizers:
Elk paneel krijgt een eigen omvormertje of optimizer, zodat ze onafhankelijk van elkaar blijven presteren. Dit is een duurdere oplossing en alleen aan te raden bij serieuze schaduwproblemen.

In de meeste dak situaties is schaduw echter geen issue.

Berekening van de opbrengst

Gebruik onderstaande methode om de theoretische jaaropbrengst te bepalen.

Voorbeeldberekening

Uitgangssituatie:

• 10 panelen van 300 Wp per stuk

• Totaal vermogen: 10 × 300 Wp = 3000 Wp

• Dakhelling: 35°

• Oriëntatie: Zuid-West (ligt tussen Zuid en West)

Stap 1 – Factor richting en helling
Bij 35° en Zuid-West valt de stip in een oranje vlak (90–95%).
We nemen het midden: 92,5% → 0,925

Stap 2 – Omvormerfactor
Vaste factor voor omvormerverlies: 95% → 0,95

Stap 3 – Correctiefactor totaal
0,925 × 0,95 = 0,87875

Stap 4 – Jaarlijkse opbrengst
In Nederland rekenen we met 0,9 kWh per Wp als basis.
3000 Wp × 0,9 kWh/Wp × 0,87875 = 2373 kWh per jaar

Dit is een realistische schatting voor deze specifieke dak situatie.

Samenvattend

• Mono – Hoogste rendement, donker uiterlijk, iets duurder.

• Poly – Iets lager rendement, blauwe kleur, voordeliger.

• Dunne film – Laagste rendement, kortere levensduur, minder gebruikelijk.

• Omvormer – Kies liever aan de kleine kant voor Nederlandse omstandigheden.

• Schaduw – Alleen ingrijpen bij serieuze schaduw; anders niet nodig.

• Opbrengst – Gebruik de oriëntatiefactor en omvormerfactor voor een realistische schatting.