Fotovoltaïek op het dak - structuur, basics

Inhoudsopgave

Fotovoltaïek - de zon verandert in elektriciteit

Zonnesystemen op het dak van een huis © electriceye, stock.adobe.com Een zonnecel is een klein technologisch wonder: om elektriciteit te produceren heeft hij niets anders nodig dan zonnestralen die erop schijnen. Dit komt enerzijds door het materiaal waaruit het is gemaakt en anderzijds door het zogenaamde decembereffect. Deze natuurkundige wet stelt dat er een elektrische spanning ontstaat zodra er licht op een halfgeleider schijnt. Dit is precies het geval met een fotovoltaïsche cel: die is meestal gemaakt van silicium - een halfgeleidermateriaal. De fotonen in de zonnestralen maken elektronen vrij uit dit materiaal, die als elektrische energie kunnen worden gebruikt. De opgewekte elektrische gelijkspanning heeft een sterkte van circa 1,4 volt.De hoeveelheid geproduceerde energie neemt toe met de sterkte van de zonnestraling die op de zonnecellen schijnt.

Verschillende soorten zonnecellen

Niet alle zonnecellen zijn hetzelfde. Zoals bij de meeste technologieën, zijn er op dit gebied verschillende fabricagemethoden. Er zijn drie verschillende soorten cellen gemaakt van silicium:

Structuur van een zonnecel

Monokristallijne cellen: dit type zonnecel behaalt het hoogste rendement. Voor de productie is echter de grootste hoeveelheid energie nodig.
Polykristallijne cellen: Polykristallijne cellen zijn goedkoop te vervaardigen, maar lopen achter bij de prestaties van monokristallijne cellen. Niettemin hebben polykristallijne cellen het grootste aandeel van gebruik in fotovoltaïsche modules
Amorfe cellen: dit type cel wordt geproduceerd met behulp van een dunnefilmproces, maar de efficiëntie in zonlicht is relatief laag. Amorfe cellen worden voornamelijk gebruikt in kleine toepassingen, bijvoorbeeld in zakrekenmachines en horloges.

Polykristallijne of monokristallijne zonnecellen Tip: vind de goedkoopste zonnespecialistenbedrijven, vergelijk aanbiedingen en bespaar.

Veel cellen, één module - de structuur van een fotovoltaïsch systeem

Een zonnecel maakt nog geen fotovoltaïsch systeem. Om zuinig met zonne-energie om te gaan, is een complex, gecoördineerd systeem nodig. De basiscomponenten van een fotovoltaïsch systeem zijn:

Zonnepanelen
Voedings- en / of verbruiksmeters
Omvormer

Fotovoltaïek: schema van een netgekoppeld systeem

In de blauwachtig glinsterende zonnepanelen, die nu steeds meer het landschap bepalen, worden de individuele zonnecellen in serie geschakeld tot eenheden. Ze produceren daarom een aanzienlijk hogere spanning dan de individuele cel. Om een nominaal vermogen van één kilowatt te behalen, is ongeveer 8 tot 10 vierkante meter moduleoppervlak nodig. Het systeem produceert dan een jaarproductie van circa 80 tot 110 kilowattuur per vierkante meter.

De elektriciteit kan op het openbare elektriciteitsnet worden ingevoerd of zelf worden verbruikt. De hoeveelheid geproduceerde elektriciteit wordt geregistreerd door de teruglever- of verbruiksmeter.

Voordat het kan worden gebruikt, moet echter een beslissende tussenstap worden genomen: gelijkstroom wordt opgewekt door fotovoltaïsche zonne-energie. Het Duitse elektriciteitsnet en vrijwel alle consumentenapparaten werken echter met wisselstroom. Een omschakeling van gelijk- naar wisselspanning is daarom noodzakelijk. De zogenaamde omvormer neemt deze belangrijke taak op zich.

Omvormer uitgelegd

Gebruik het zelf of voer het in - wat doe je met de elektriciteit die je opwekt?

De installatie van fotovoltaïsche installaties was lange tijd als financiële investering gericht op de pure productie en teruglevering van elektriciteit. De financiering van de Wet hernieuwbare energiebronnen (EEG) werd meegerekend en het systeem werd opgezet met een zekere winst. De opgewekte elektriciteit werd volledig in het elektriciteitsnet teruggeleverd tegen een feed-in-tarief, dat dankzij de EEG aanzienlijk hoger lag dan de prijs voor één kilowattuur conventioneel opgewekte elektriciteit. Het EEG wordt nog steeds gesubsidieerd, maar wordt steeds verder verlaagd vanwege de dalende prijzen van fotovoltaïsche systemen. Desalniettemin is de benadering van een fotovoltaïsch systeem als investering nog steeds economisch.

In tijden van stijgende elektriciteitsprijzen wordt naast de zuivere teruglevering van de opgewekte energie echter steeds belangrijker eigen verbruik. Het idee erachter: hoe meer elektriciteit je nodig hebt uit je eigen productie, hoe goedkoper het moet worden gekocht bij een energieleverancier. Eigen verbruik betekent voor de systeemeigenaar meer onafhankelijkheid van de prijsontwikkeling die plaatsvindt op de elektriciteitsmarkt.

Dure elektriciteit van de netbeheerder: nee bedankt

Slimme energieopslag voor het beste rendement

In de loop van zelfgebruik is er de afgelopen jaren veel gebeurd op het gebied van moderne opslagtechnologie. Tegenwoordig kunnen slimme batterijsystemen worden geïntegreerd in het totale systeem, dat de opgewekte elektriciteit op zonnige dagen gedurende een bepaalde periode kan opslaan. Ze werken volgens hetzelfde principe als een batterij, maar dan op veel grotere schaal. Dit betekent dat de zonne-energie ook 's nachts beschikbaar is wanneer de stroomopwekking wordt onderbroken door natuurlijke omstandigheden. Het Fraunhofer Instituut voor Zonne-energiesystemen (ISE) heeft berekend dat een huishouden zijn elektriciteitsverbruik van de openbare voorziening tot 60 procent kan verminderen door een lokaal batterijopslagsysteem te installeren. Met energieopslag kan het aandeel zelf opgewekte elektriciteit meer dan verdubbelen.Dit zorgt voor de best mogelijke besparing op uw eigen elektriciteitsrekening.

Slim: Elektriciteitsopslagsystemen slaan elektriciteit op, zelfs als er geen verbruik is

Zonne-elektriciteit als brandstof voor de auto

Door zonne-energie opgewekte elektriciteit kan ook tot ver buiten uw eigen vier muren worden gebruikt. Het is bijvoorbeeld denkbaar dat een elektrisch aangedreven auto wordt opgeladen door de zonnepanelen op het dak in tijden van hoge elektriciteitsproductie. Het potentieel van deze koppeling tussen decentrale opwekking van zonne-energie en het dagelijks leven wordt momenteel onderzocht.