Hoe werken zonnepanelen?
De officiële naam voor een zonnepaneel is fotovoltaïsch of PV-paneel. PV-panelen zetten licht om in elektriciteit. Ook bij bewolkt weer wordt er stroom opgewekt.
Zonnepanelen (1) bestaan uit meerdere zonnecellen die met elkaar verbonden zijn. Elke zonnecel is gemaakt van speciaal materiaal waarin –onder invloed van licht- een spanningsverschil ontstaat. De meeste apparaten werken alleen op wisselspanning van 230 Volt. Daarom is er meestal ook nog een omvormer (ook wel inverter genoemd, 2) nodig. De omvormer zorgt ervoor dat de stroom uit de zonnepanelen omgezet wordt in wisselstroom van het juiste voltage.
Om zonnepanelen te installeren is er nog een ondersteuningsconstructie nodig. Er zijn constructies voor plaatsing van zonnepanelen op schuine daken, platte daken en gevels. De ondersteuningsconstructie wordt samen met de benodigde bedrading en omvormer ook wel de 'Balance of System' (BOS) genoemd. De zonnepanelen en BOS vormen samen een compleet PV-systeem.
De hoeveelheid stroom die zonnepanelen opwekken, hangt af van de hoeveelheid zonlicht en het nominaal vermogen van de zonnepanelen. Het nominaal vermogen wordt uitgedrukt in Wattpiek (Wp). Het aantal Wattpiek van een zonnepaneel is het vermogen dat een zonnepaneel levert als de zon er vol op schijnt. Als vuistregel geldt dat 1 m² aan zonnepanelen(ongeveer 100 Wp) per jaar rond de 75 kWh aan elektriciteit leveren (Nederlandse situatie).
Zonnepanelen zijn geruisloos, veilig en zijn onderhoudsvrij. Algemene informatie over zonnepanelen is te vinden via onderstaande links.
Meer informatie
Diverse soorten zonnecellenEr zijn verschillende soorten zonnecellen. Hieronder staan de drie meest toegepaste genoemd: - Polykristallijn (multikristallijn) silicium zonnecellen (50% marktaandeel)
- Monokristallijn silicium zonnecellen (30% marktaandeel)
- Amorf silicium zonnecellen (10% marktaandeel)
Alle drie de celtechnologieën maken gebruik van silicium. Alhoewel zonnecellen op basis van amorf silicium een lager rendement hebben, zijn ze door een goedkoper productieproces per eenheid vermogen ongeveer even duur als de polykristallijn en monokristallijn zonnecellen. Amorfe zonnecellen kunnen ook op een folie aangebracht worden; hierdoor is het mogelijk flexibele zonnepanelen te maken.
Er zijn ook andere celtechnologieën, maar deze worden veel minder vaak toegepast.
Soorten zonnepanelen
Zonnepanelen zijn in verschillende soorten onder te verdelen:
De standaard zonnepanelen hebben een glasplaat aan de voorkant, maar zijn aan de achterkant ondoorzichtig. De doorzichtpanelen. De zonnecellen liggen hier ingeklemd tussen twee glasplaten. Doordat de zonnecellen wat verder uit elkaar liggen, is het zonnepaneel gedeeltelijk doorzichtig. Bij kleine PV-systemen wordt vaak gebruik gemaakt van AC-modules. Een AC-module is een normaal zonnepaneel met achterop een kleine omvormer. Hierdoor is een AC-module direct op het elektriciteitsnet aan te sluiten. Er zijn veel verschillende merken en typen zonnepanelen op de markt. De websites van Holland Solar, SBR en het PV Portal van Solar Plaza geven een actueel overzicht van leveranciers.
Meer informatie
Autonome en netgekoppelde PV-systemenWe onderscheiden verschillende typen PV-systemen: - autonome PV-systemen
- netgekoppelde PV-systemen
Autonome PV-systemen zijn systemen los van het elektriciteitsnet waarbij gebruik gemaakt wordt van accu’s om de elektriciteit op te slaan. Deze systemen worden daar gebruikt waar het elektriciteitsnet ontbreekt of waar een aansluiting te duur is. De overdag geproduceerde elektriciteit wordt opgeslagen in accu’s, zodat de elektriciteit op ieder moment van de dag gebruikt kan worden. De accu’s moeten voldoende capaciteit hebben om een paar donkere dagen te overbruggen, met name in de wintermaanden. Voorbeelden van toepassingen voor autonome systemen: - Lichtboeien op zee
- Pompsystemen in de agrarische sector
- Lantaarnpalen in afgelegen gebieden.
- Elektriciteitsvoorziening op tuinhuisjes
Netgekoppelde PV-systemen zijn gekoppeld aan het elektriciteitsnet. De gelijkspanning wordt door middel van een inverter (omvormer) omgezet naar de juiste spanning (230 Volt wisselspanning). Het elektriciteitsnet wordt gebruikt als buffer voor de opgewekte elektriciteit: overproductie wordt door het net opgenomen. Wanneer er in een woning met zonnepanelen meer elektriciteit verbruikt wordt dan het PV-systeem produceert, dan wordt het tekort aangevuld vanuit het elektriciteitsnet. Mocht het elektriciteitsnet door wat voor een oorzaak dan ook uitvallen, dan schakelt het PV-systeem zichzelf om veiligheidsredenen uit. Veruit de meeste PV-systemen in Nederland zijn netgekoppelde systemen.
Randvoorwaarden voor plaatsing - PV / ZonnestroomOriëntatie zonnepanelen - Bij een helling van 36° en een oriëntatie van 5° west t.o.v. het zuiden ontvangen zonnepanelen de maximale instraling (100%).
- Met een instralingsschijf is de instraling voor alle hellingshoeken en oriëntaties eenvoudig te bepalen. Een instraling boven de 90% is optimaal. In het algemeen geldt dat zonnepanelen aan dit instralingspercentage voldoen als:
- ze niet beschaduwd worden
- de oriëntatie tussen zuidwest en zuidoost ligt
- de hellingshoek tussen de 30 en 60 graden ligt.
 Bomen, naastliggende gebouwen en mogelijke toekomstige bebouwing kunnen de instraling op zonnepanelen belemmeren. Plaats daarom de zonnepanelen zo hoog mogelijk op het dak.- de lichtbelemmeringshoek op dakvlakken moet kleiner zijn dan 15°. De lichtbelemmeringshoek is de hoek tussen de onderkant van het zonnepaneel en het belemmerend object zoals aangegeven in de figuur (hoek a).
- Het Nationaal Pakket Duurzame Stedebouw geeft voorbeelden voor een zongerichte en onbelemmerde verkaveling.
- Voor het lpaatsen van PV-panelen op de woning is geen vergunning nodig. PV-panelen zijn opgenomen in de lijst met zogeheten vergunningvrije bouwwerken (AmvB bij Woningwet 2003)
Figuur: De belemmeringshoek a. Ook al valt er geen schaduw van de boom op het zonnepaneel, toch valt er minder licht op het paneel doordat de boom het diffuse licht tegenhoudt.
Installatie zonnepanelen - Voor een goede opbrengst moeten de zonnepanelen goed geventileerd worden. Bij Add-on PV-systemen is hiervoor bij het ontwerp van de ondersteuningsconstructie al gezorgd.
- Er wordt een onderscheid gemaakt tussen kleine (minder dan 600 Wp), middelgrote en grote (meer dan 3000 Wp) PV-systemen. Kleine systemen worden in DHZ pakketten gekocht en mogen zelf worden geïnstalleerd. Boven de 600 Wp is er een extra groep voor de zonnepanelen vereist. NEN 1010 beschrijft de norm waaraan zonnepanelen moeten voldoen.
Omvormers - Als er geen gebruik gemaakt wordt van AC-modules dan moet er (bijvoorbeeld op de zolder) plaats zijn voor de centrale omvormer(s). Omvormers nemen in het algemeen erg weinig ruimte in beslag. Er zijn zowel omvormers voor binnen als voor buiten verkrijgbaar.
Meer informatie
Zonnepanelen op woningen - PV/Zonnestroom
Zonnepanelen kunnen op verschillende manieren op woningen bevestigd worden. Zowel platte daken, schuine daken als gevels zijn geschikt voor zonnepanelen. Zonnepanelen op gevels leveren vaak wel minder elektriciteit dan zonnepanelen op daken, omdat ze meestal minder goed op de zon gericht staan.
Er zijn twee manieren om zonnepanelen op een gebouw te plaatsen: geïntegreerde systemen: integratie in het gebouw tijdens de bouw, in bijv. gevel of dak add-on systemen: plaatsing van de zonnepanelen achteraf, bij o.a. een plat dak Het voordeel van geïntegreerde systemen is dat de zonnepanelen vaak een dubbele functie kunnen hebben. Zo kunnen zonnepanelen ook de waterkerende functie van dakpannen overnemen, of kan een PV gevel kosten voor andere gevelbekleding uitsparen. Het voordeel van add-on systemen is dat ze vaak eenvoudig te installeren zijn, waardoor ze tegen relatief lagere prijzen geïnstalleerd kunnen worden.
Kosten en baten van een PV-systeemInvloed op de Energie Prestatie Coëfficiënt (EPC) - Het Bouwbesluit stelt eisen aan de maximaal toelaatbare EPC voor een woning.
- Het aantal panelen en het type bepalen samen met de oriëntatie, hellingshoek, het type en de grootte van de woning de exacte invloed van het systeem op de EPC.
- Een zonnestroomsysteem met standaard zonnepanelen en een oppervlakte van 6 m² geeft bij een tussenwoning een EPC-verlaging van circa 0,1.
- In hoofdstuk 3 van de 'PV Leidraad Zonnestroomprojecten' is de EPC invloed van zonnepanelen voor verschillende woningtypen berekend.
- De EPC-invloed en de kosten van zonnepanelen zijn te berekenen met de rekensheet 'EPC en kosten'.
 Energie- en energiekostenbesparing
- De jaarlijkse elektriciteitsbesparing is 75 kWh per 100 Wattpiek PV (± 1m²) . Een gemiddeld huishoudelijk PV-systeem bestaat uit 400 – 600 Wp: hiermee wordt voor een gemiddeld Nederlands gezin rond de 10% van het jaarlijks elektriciteitsverbruik bespaard.
- De jaarlijkse stroomkostenbesparing van een gemiddeld huishoudelijk systeem bedraagt € 54 tot € 80, afhankelijk van het vermogen van het PV-systeem (inclusief BTW, prijspeil 2002).
Investeringskosten - De prijs van PV-systemen hangt sterk af van de omvang van het systeem. Hoe groter het systeem, hoe goedkoper de investering per paneel.
Figuur: invloed van zonnepanelen op de EPC - Standaard PV-systemen (circa 4 m² paneeloppervlak, 400 Wp) kosten in nieuwbouwprojecten tussen de € 2.000,- en € 2.400,- (inclusief installatiekosten, exclusief BTW en voor aftrek van subsidies, prijspeil 2002).
- De systeemprijs bestaat voor ongeveer 60% uit de kostprijs voor de panelen; de BOS kosten bedragen 20%, en de installatie vormt de overige 20% van de kosten.
Subsidies - Soms zijn er gemeentelijke of provinciale subsidies beschikbaar of subsidies van het energiebedrijf.
- Voor onderzoek en innovatieve toepassingen zijn verschillende subsidiemogelijkheden. Kijk voor een actueel overzicht van subsidieregelingen bij het onderdeel subsidies van deze website.
Onderhoud - Zonnepanelen bevatten geen bewegende delen en zijn onderhoudsvrij. Schoonmaken is ook niet nodig: de regen spoelt eventueel vuil weg.
- De levensduur van een PV-systeem is minstens 20 jaar
- Op de zonnepanelen zit meestal een vermogensgarantie van 10 jaar op 90% van het vermogen (of 20 jaar op 80%). Zonnepanelen hebben vaak een mechanische garantie van 2 jaar. Op de inverters zit een garantie van 2 jaar. Vaak is het mogelijk verlengde garantie bij te kopen.
Meer informatie
Wijzigingsdatum | 28-03-2007
|
Print
Stuur door
Bookmark