Hoe werken zonnepanelen? En de rest van de installatie?

Zonnepanelen vangen zonne-energie op en zetten dit om in elektriciteit om in huis te gebruiken. Maar hoe werkt dat precies? We vertellen je er alles over.

Werking van zonnepanelen in het kort

1. De zon schijnt zonlicht op de zonnepanelen.

2. Zonnecellen in het zonnepaneel vangen de energie op als gelijkstroom.

3. Een omvormer zet deze gelijkstroom om in wisselstroom en stuurt dit naar de meterkast.

4. Vanuit de meterkast wordt de wisselstroom direct in huis gebruikt.

5. Het overschot wordt teruggeleverd aan het energienet.

Onderdelen van een zonnepanelensysteem

Met alleen wielen heb je nog geen fiets. En met alleen zonnepanelen kun je ook nog weinig. Zonnepanelen zijn onderdeel van een zonnepanelensysteem waarmee je zonne-energie vangt en omzet in bruikbare stroom. 

Dit zijn de onderdelen:

1. Zonnepanelen: Vangen zonne-energie op.

2. Omvormer: Zet opgevangen energie om in bruikbare stroom.

3. Montagemateriaal: Om de zonnepanelen te bevestigen.

4. Bekabeling: Om de zonnepanelen, omvormer en meterkast met elkaar te verbinden. Daarbij wordt vaak een extra groep in de meterkast aangemaakt.

Daarnaast zijn er nog optionele onderdelen.

• Helling: Wanneer je zonnepanelen op een plat dak installeert, worden deze op een stellage geplaatst voor een optimale hellingshoek en maximaal rendement.

• Optimizers: Valt op één zonnepaneel schaduw, dan levert de hele serie geen stroom meer op. Door optimizers toe te voegen, levert elk paneel afzonderlijk stroom. Meer hierover verderop in dit artikel.

Opbouw van een zonnepaneel

Het begint dus allemaal bij de zonnepanelen. Maar waar bestaat zo’n zonnepaneel uit? Er zijn verschillende manieren, maar in de basis wordt een zonnepaneel uit de volgende lagen opgebouwd.

• Aluminium frame: houdt de verschillende lagen bij elkaar

• Veiligheidsglas: de antireflecterende en vuilafstotende coating beschermt de zonnecellen tegen hagel, sneeuw en hoge temperaturen.

• Plastic laag bovenzijde: beschermt de zonnecellen tegen water

• Zonnecellen: de functionele laag vangt het zonlicht op

• Plastic laag onderzijde: beschermt de zonnecellen tegen water

• Achterplaat: voor isolatie en extra bescherming

Werking van de zonnecellen

Zoals je ziet, vangen zonnecellen de zonne-energie op. Hoe zonnecellen precies werken, wordt al snel een technisch verhaal. Hieronder leggen we het op een versimpelde manier uit.

Zonnecellen bestaan uit twee lagen silicium. Met daartussen een scheidingslaag. Zodra er zonlicht op de zonnecellen valt, geleiden de siliciumlagen stroom. Aan de ene kant positief geladen en andere kant negatief. Dit creëert een spanningsveld, waardoor gelijkstroom ontstaat. 

Door metalen draden wordt deze gelijkstroom naar een centraal aanknopingspunt op het paneel geleid. Met een kabel gaat de gelijkstroom vervolgens richting de omvormer. 

Van zonnepanelen naar de omvormer

Via een kabel wordt de opgewekte stroom vanuit de zonnepanelen naar de omvormer vervoerd. Elektrische apparaten in huis werken op 230V wisselstroom. Maar zonnepanelen vangen de energie van de zon op als gelijkstroom. Dat werkt dus niet. Daarom zet de omvormer gelijkstroom om in wisselstroom.

Ook voor het terugleveren van stroom aan het energienet is wisselstroom van belang. Gelijkstroom kun je namelijk niet over grote afstanden transporteren zonder stroomverlies. Verderop in dit artikel meer over terugleveren.

Van omvormer naar de meterkast

Nadat zonne-energie in de omvormer naar wisselstroom is omgezet, wordt het met een stroomkabel naar de meterkast vervoerd. Van daaruit wordt de stroom verdeeld onder de apparaten in huis.

Omdat er veel stroom door een zonnesysteem loopt, is het belangrijk om deze kabel op een vrije groep aan te sluiten. Anders kan kortsluiting ontstaan, met alle gevolgen van dien. 

Bij een klein zonnepanelensysteem voldoet soms een splitsing van de wasmachineaansluiting. Bij veel zonnepanelen is juist een verzwaring naar een 3-fasen groepenkast nodig. Als je dat nog niet hebt dan.

Wat zegt het aantal wp over een paneel?

Het vermogen van een zonnepaneel wordt, net als bij andere elektrische apparaten, uitgedrukt in watt. Maar omdat de opwekking gedurende de dag en het jaar nogal wisselt, wordt het uitgedrukt in watt-piek (wp). Dit is het maximale vermogen dat een paneel in een jaar kan opleveren onder ideale omstandigheden.

Een zonnepaneel van 450 wp kan onder ideale omstandigheden 450 kWh stroom opwekken in een jaar. Omdat de weersomstandigheden in Nederland niet ideaal zijn, wordt over het algemeen een correctie van 0,85 gebruikt om het werkelijke vermogen te berekenen.

Terugleveren en salderen

Energie van zonnepanelen gebruik je direct in huis. Je hoeft minder stroom af te nemen van je energieleverancier, waardoor je stroomverbruik en energierekening omlaag gaan. 

Wek je meer op dan je verbruikt? Dan kun je terugleveren aan je leverancier. De stroom die je teruglevert mag je wegstrepen tegen de stroom die je verbruikt. Salderen noemen we dat. 

Voorbeeld: Je verbruikt op een dag 8 kWh stroom. Maar omdat het een zonnige zomerdag is, wek je 12 kWh op. Je levert dus 4 kWh terug. De volgende dag is het wat bewolkter, waardoor je maar 4 kWh opwekt terwijl je weer 8 kWh verbruikt. De eerder teruggeleverde stroom krijg je nu in feite gratis terug.

Wel of geen optimizers?

Zonnepanelen worden standaard seriegeschakeld gelegd. Bij een serie worden alle zonnepanelen aan elkaar verbonden en wordt de stroom vanuit één punt naar de omvormer vervoerd. Kortere kabels en minder connectoren zorgen voor minimaal stroomverlies. Maar het betekent ook dat schaduw op één paneel ervoor zorgt dat alle panelen minder opleveren.

Wanneer je last hebt van hoge bomen of gebouwen die schaduw veroorzaken op je zonnepanelen, is het verstandig om je zonnesysteem parallel te schakelen. Alle zonnepanelen worden dan afzonderlijk bekabeld met een eigen optimizer. Elke optimizer levert afzonderlijk zijn stroom af aan de omvormer. Ook is het mogelijk om micro-omvormers te gebruiken. Dat zijn kleine omvormers per paneel. Beide oplossingen zorgen voor wat meer stroomverlies en hogere kosten, maar lost het schaduwprobleem wel op.

Hoe werken zonnepanelen in de winter?

Zonnepanelen vangen zonlicht op. Doordat de dagen korter zijn in de winter en de zon lager staat, is er minder licht om op te vangen. Daardoor is het rendement lager. Maar het betekent niet dat ze helemaal niets opleveren. In onderstaande grafiek zie je de verdeling per maand voor zonnepanelen op een gemiddeld Nederlands dak.

Zijn je zonnepanelen bedekt onder een dikke laag sneeuw? Dan leveren ze helaas even niets op. De witte sneeuw weerkaatst het zonlicht, waardoor het de zonnecellen niet bereikt. Gelukkig blijft sneeuw op zonnepanelen meestal niet lang liggen. Wacht daarom tot de sneeuw er vanzelf afglijdt en ga de zonnepanelen niet schoon (laten) vegen. 

Lees verder: Wat is de opbrengst van zonnepanelen in de winter?

Altijd groene stroom in huis!

Met zonnepanelen heb je altijd groene stroom in huis. Tenzij de zon weg is natuurlijk. Zoals ‘s nachts. Dan heb je stroom van je energieleverancier nodig. Vind je het belangrijk om ook dan groene stroom te gebruiken? Stap dan over naar Vandebron! Heel Nederland voorzien van 100% groene stroom. Dat is onze missie.

Ben je al klant bij Vandebron? Laat dan zonnepanelen installeren door onze ervaren servicepartners. Via onze zonnepanelenchecker zie je direct of je dak geschikt is en hoeveel panelen we adviseren. Check het hier.

Tags