Zonnepanelen: hoe werkt het precies?

Zonlicht dat binnenkomt op je dak en even later stroom uit je stopcontact. Dat is precies wat zonnepanelen doen: ze zetten zonlicht om in elektriciteit. Maar hoe werkt dat van binnen? Als je begrijpt hoe zonnepanelen werken, snap je ook waarom ze zo effectief zijn en wat je ervan kunt verwachten.

Van zonlicht naar elektronen: de zonnecel

Een zonnepaneel bestaat uit meerdere zonnecellen. Die cellen zijn gemaakt van silicium, een halfgeleider die heel gevoelig is voor licht. Wanneer zonlicht op zo’n cel valt, geeft de energie van het licht elektronen in het silicium een zetje. Die elektronen lossen los en hebben een negatieve elektrische lading. Hierdoor ontstaat er elektrische spanning in de cel. Dat is het moment waarop zonlicht echte elektriciteit wordt.

Eén zonnecel levert maar een kleine hoeveelheid stroom op. Daarom worden er tientallen cellen samengevoegd tot één paneel. En meerdere panelen samen vormen een installatie die genoeg stroom kan leveren voor een heel huishouden.

Hoe zet een omvormer gelijkstroom om naar wisselstroom?

De stroom die een zonnepaneel opwekt, is gelijkstroom. Dat is niet hetzelfde als de wisselstroom die thuis uit het stopcontact komt. Daarvoor heb je een omvormer nodig, ook wel inverter genoemd. De omvormer zet de gelijkstroom om naar wisselstroom, zodat je apparaten gewoon kunnen werken op de stroom van je eigen panelen.

De omvormer is een belangrijk onderdeel van je installatie. Zonder omvormer kun je de opgewekte energie niet gebruiken in huis. Bij de meeste installaties hangt er één centrale omvormer, maar er bestaan ook systemen waarbij elke paneel een eigen kleine omvormer heeft. Dat laatste kan voordelig zijn als één paneel minder goed in de zon ligt, omdat het dan de rest niet afremt.

Wat is wattpiek en wat zegt dat over het vermogen?

Het vermogen van zonnepanelen wordt uitgedrukt in wattpiek, afgekort als Wp. Dit geeft aan hoeveel stroom een paneel opwekt onder ideale omstandigheden: volle zon, een bepaalde temperatuur en een vaste lichthoek. Het is een manier om panelen eerlijk met elkaar te vergelijken.

In de praktijk haal je dat piekvermogen niet altijd. Bewolking, de hoek van je dak, schaduw van een schoorsteen of dakraam en de stand van de zon gedurende het jaar spelen allemaal mee. Toch geeft wattpiek een goede indruk van wat je van een paneel of een complete installatie kunt verwachten.

Welke soorten zonnepanelen zijn er?

Er zijn drie veelgebruikte soorten zonnepanelen, elk met andere eigenschappen:

• Monokristallijne panelen zijn gemaakt van één kristal silicium. Ze zijn efficiënt en presteren goed bij minder licht, maar zijn ook iets duurder.
• Polykristallijne panelen bevatten meerdere siliciumkristallen. Ze zijn iets minder efficiënt dan monokristallijne panelen, maar kosten doorgaans minder.
• Dunnefilm panelen zijn flexibel en licht van gewicht. Ze zijn minder efficiënt dan kristallijne panelen, maar kunnen geschikt zijn voor speciale toepassingen zoals gebogen daken of carports.

Voor de meeste woningen zijn monokristallijne panelen de gangbare keuze vanwege hun goede prestaties op een beperkt dakoppervlak.

Werken zonnepanelen ook als het bewolkt is?

Ja, zonnepanelen werken ook bij bewolking. Ze hebben zonlicht nodig, niet directe zonneschijn. Ook diffuus licht, het licht dat door wolken heen schijnt, zorgt voor stroomopwekking. Bij zware bewolking is de opbrengst lager, maar de panelen stoppen niet volledig. In Nederland is dat gunstig: ook in de herfst en winter leveren panelen stroom op, al is de opbrengst dan kleiner dan in de zomermaanden.

Wat gebeurt er met stroom die je niet gebruikt?

Als je zonnepanelen meer stroom opwekken dan je op dat moment verbruikt, gaat die stroom het elektriciteitsnet op. Je levert dan terug aan het net. Dit heet teruglevering. Afhankelijk van je energiecontract ontvang je daarvoor een vergoeding of wordt het gesaldeerd met de stroom die je ’s nachts of op bewolkte dagen juist afneemt van het net.

Wil je liever de stroom zelf opslaan? Dan kun je een thuisbatterij aanschaffen. Zo gebruik je de opgewekte energie ook als de zon niet schijnt, zonder dat je afhankelijk bent van het net.

Zonnepanelen in het kort

Zonnepanelen zetten zonlicht om in stroom via zonnecellen van silicium. Een omvormer maakt die stroom bruikbaar in huis. Het vermogen wordt uitgedrukt in wattpiek, en er zijn verschillende soorten panelen met elk hun eigen voor- en nadelen. Ze werken ook bij bewolking en overtollige stroom gaat terug het net op. Eenvoudig van opzet, maar een doordacht systeem achter de schermen.

Veelgestelde vragen

Wat is een omvormer bij zonnepanelen?
Een omvormer, of inverter, zet de gelijkstroom die zonnepanelen opwekken om naar wisselstroom. Wisselstroom heb je nodig om gewone huishoudelijke apparaten op te laten draaien. Zonder omvormer kun je de opgewekte zonne-energie niet gebruiken in je woning.

Hoeveel stroom wekken zonnepanelen op?
Hoeveel stroom zonnepanelen opwekken hangt af van het aantal panelen, het vermogen in wattpiek, de ligging van het dak en hoeveel zon er is. Een gemiddelde installatie voor een woonhuis wekt genoeg op om een groot deel van het jaarlijkse stroomverbruik te dekken, maar een exacte hoeveelheid verschilt per situatie.

Wat is het verschil tussen monokristallijn en polykristallijn?
Monokristallijne zonnepanelen zijn gemaakt van één siliciumkristal en zijn efficiënter dan polykristallijne panelen, die meerdere kristallen bevatten. Monokristallijne panelen presteren beter bij weinig licht en op een kleiner dakoppervlak, maar zijn doorgaans wat duurder in aanschaf.

Kun je zonnepanelen combineren met een thuisbatterij?
Ja, zonnepanelen zijn te combineren met een thuisbatterij. De batterij slaat de stroom op die je overdag opwekt maar niet direct verbruikt. ’s Avonds of op bewolkte dagen gebruik je dan alsnog je eigen zonne-energie, in plaats van stroom van het net af te nemen.