Windox-duurzaam
Helder als bronwater - Clear like spring water...
Other links
Windox-Duurzzam HSB (houtskeletbouw)
Van ontwerp tot uw ideale woning
Van ontwerp tot uw ideale woning
Copyright © 2012 Windox-duurzaam.nl
Design by Windox-design.nl
Design by Windox-design.nl
Zonnepanelen en hun rendement
Het rendement van zonnepanelen is afhankelijk van een groot aantal factoren.
Hetzelfde paneel kan daarom op de ene plaats betere prestaties leveren dan op een andere plaats.
Dit levert voor de industrie een probleem op; hoe druk je het vermogen van een zonnepaneel uit?
De oplossing heeft men gezocht in de eenheid wattpiek (Wp). Het vermogen van zonnepanelen wordt nagenoeg altijd uitgedrukt in deze eenheid, die het vermogen van het zonnepaneel onder ideale omstandigheden (25°C bij 1000W/m² lichtintensiteit) weergeeft.
In de praktijk zult u deze omstandigheden helaas nooit halen, omdat Nederland eenmaal geen extreem zonnig land is.
U kunt echter wel degelijk dingen doen om óók in Nederland het maximaal haalbare uit uw zonnepanelen te halen.
Hierbij bespreken we diverse factoren die van invloed zijn op de opbrengst van de panelen.
Houd hier bij het kopen van zonnepanelen rekening mee!
De intensiteit van de zon
Dit is is wellicht een overduidelijk inkopper.
Hoe feller de zon schijnt, hoe beter een zonnepaneel zijn werk kan doen.
Het is om deze reden dat een zonnepaneel vooral in de lente en zomer goed tot zijn recht komt.
Omdat de zon in de herfst en winter minder krachtig is, worden er minder vrije elektronen en gaten gecreëerd (ziezonnecellen en halfgeleiders, waardoor de stroomsterkte in de stroomkring afneemt.
Bij een goed geïnstalleerde zonnecel die weinig hinder ondervindt van weerstanden (zie de volgende paragraaf), blijft de spanning ongeveer op hetzelfde niveau, waardoor de afname in vermogen relatief beperkt blijft.
De weerstand van de stroomkring
Als u uw PV-systeem als losstaand systeem gebruikt (dus niet gekoppeld aan het net), dan is het van belang de weerstand van de stroomkring zo laag mogelijk te houden.
Aangezien weerstand via de wet van ohm direct van invloed is op de spanning en stroomsterkte, zullen deze twee factoren met de weerstand meeveranderen.
Het nadeel hiervan, is dat de zonnecellen op een spanning-stroomsterktepunt gaan werken dat afwijkt van het ideale maximum power point.
Met verder toenemende weerstand gaat de zonnecel zich eigenlijk steeds meer als een Ohmse weerstand gedragen (zie grafiek).
In duidelijk Nederlands: de totale opbrengst van een zonnecel daalt met toename van de weerstand van de stroomkring.
In deze grafiek is overduidelijk zichtbaar wat het effect van toenemende weerstand op de I-V curve van een zonnecel is. De spanning behorend bij een bepaalde opgewekte stroomsterkte daalt, waardoor de totale opbrengst (P=V*I, of P=V^2/R) ook lager is.
Schaduwval
Ook voor zonnepanelen geldt, dat de spreekwoordelijke ketting zo sterk is als de zwakste schakel.
Met name als zowel de zonnecellen als de zonnepanelen in serie geschakeld zijn gaat deze stelling op. Omdat serieel geschakelde zonnecellen op de stroomsterkte van de laagste cel werken, kan het zo zijn dat een enkele beschaduwde cel de opbrengst van het hele systeem omlaag haalt.
Het alternatief, parallel schakelen, is in een dergelijke situatie vaak onmogelijk omdat de omvormer op
een bepaalde spanning is berekend.
Gelukkig zijn de zonnepanelen van de meeste PV-systemen voor een groot deel parallel geschakeld, omdat zonnepanelen vaak zelf al 12V of 24V leveren.
Houd bij plaatsing van zonnepanelen hoe dan ook rekening met bijvoorbeeld gebouwen, bomen, schoorstenen en balkons.
Het materiaal van de zonnecel
Niet iedere zonnecel is hetzelfde; cellen kunnen van verschillende materialen gemaakt zijn, die ieder hun voor- en nadelen hebben.
De meeste huidige zonnepanelen zijn gebaseerd op monokristallijn, danwel polykristallijn silicium.
Cellen op basis van monokristallijn silicium zijn duurder, maar bieden een hoger rendement dan polykristallijne zonnecellen.
Dunne-film zonnecellen op basis van amorf silicium, zware metalen en / of organische bestanddelen zijn voor de commerciële markt nog niet interessant genoeg.
De laatste jaren worden echter grote vooruitgangen geboekt in het onderzoek naar de toepassing van organische polymeren.
De verwachting is dan ook dat het dunne-film zonnepaneel het straatbeeld langzaam maar zeker zal gaan domineren.
Temperatuur
Veel mensen denken dat een zonnepaneel bij hoge temperaturen beter presteert.
Het omgekeerde is echter waar.
Omdat de geleidbaarheid van halfgeleiders bij toenemende temperatuur toeneemt (de elektronen worden mobieler), wordt het makkelijker voor elektronen om gaten elders in het materiaal weer op te vullen. Omdat dit de elektrische balans in de cel verbetert, valt het elektrische veld bij de grenslaag weg, waardoor de lading niet meer goed gescheiden kan blijven.
Het resultaat is een dalende spanning tussen de twee lagen.
Dit effect wordt in onderstaande figuur geïllustreerd.
Het effect van temperatuur op de I-V curve van een zonnecel. Uit deze grafiek kunnen we afleiden dat de opbrengst van een zonnecel daalt met toenemende temperatuur. De stroomsterkte stijgt wel door de toenemende mobiliteit van de elektronen, maar de toename is dusdanig gering, dat deze nauwelijks merkbaar is.
De opbrengst van zonnepanelen (in wattpiek) is bepaald bij een temperatuur van 25°C.
Op een warme zomerdag kan een zonnepaneel echter gerust 65 graden heet worden; een temperatuur waarbij u zo’n 20% opbrengst inlevert (ruwweg 0,5% per graad celcius boven de 25°C).
Het is dus van belang zonnepanelen zo koel mogelijk te houden.
Hoewel dit uiteraard niet altijd even goed mogelijk is, is het van belang in ieder geval de passieve koeling goed op orde te hebben.
Installeer de zonnepanelen niet te dicht op elkaar en zorg ervoor dat de wind, naast tussen de panelen door, ook onder de panelen door kan waaien.
Een zonnepaneel presteert eigenlijk op zijn best tijdens een zonnige zomerdag mét een koele wind die de panelen koel houdt.
Met name in warmere landen is het van belang te kiezen voor een zonnepaneel met een lage temperatuurcoefficient.
Deze waarde geeft de gevoeligheid van het zonnepaneel voor temperatuurvariaties weer; hoe lager, hoe beter.
In Nederland maakt het nauwelijks uit, maar een zonnepaneel op basis van monokristallijn silicium presteert met -0,4%/°C net iets beter dan een zonnepaneel op basis van polykristallijn silicium (-0,5%/°C). Wat in de toekomst wél uit gaat maken, is het feit dat zonnecellen op basis van amorf silicium een gevoeligheid hebben van slechts -0,15 tot -0,25 %/°C.
Het rendement van zonnepanelen is afhankelijk van een groot aantal factoren.
Hetzelfde paneel kan daarom op de ene plaats betere prestaties leveren dan op een andere plaats.
Dit levert voor de industrie een probleem op; hoe druk je het vermogen van een zonnepaneel uit?
De oplossing heeft men gezocht in de eenheid wattpiek (Wp). Het vermogen van zonnepanelen wordt nagenoeg altijd uitgedrukt in deze eenheid, die het vermogen van het zonnepaneel onder ideale omstandigheden (25°C bij 1000W/m² lichtintensiteit) weergeeft.
In de praktijk zult u deze omstandigheden helaas nooit halen, omdat Nederland eenmaal geen extreem zonnig land is.
U kunt echter wel degelijk dingen doen om óók in Nederland het maximaal haalbare uit uw zonnepanelen te halen.
Hierbij bespreken we diverse factoren die van invloed zijn op de opbrengst van de panelen.
Houd hier bij het kopen van zonnepanelen rekening mee!
De intensiteit van de zon
Dit is is wellicht een overduidelijk inkopper.
Hoe feller de zon schijnt, hoe beter een zonnepaneel zijn werk kan doen.
Het is om deze reden dat een zonnepaneel vooral in de lente en zomer goed tot zijn recht komt.
Omdat de zon in de herfst en winter minder krachtig is, worden er minder vrije elektronen en gaten gecreëerd (ziezonnecellen en halfgeleiders, waardoor de stroomsterkte in de stroomkring afneemt.
Bij een goed geïnstalleerde zonnecel die weinig hinder ondervindt van weerstanden (zie de volgende paragraaf), blijft de spanning ongeveer op hetzelfde niveau, waardoor de afname in vermogen relatief beperkt blijft.
De weerstand van de stroomkring
Als u uw PV-systeem als losstaand systeem gebruikt (dus niet gekoppeld aan het net), dan is het van belang de weerstand van de stroomkring zo laag mogelijk te houden.
Aangezien weerstand via de wet van ohm direct van invloed is op de spanning en stroomsterkte, zullen deze twee factoren met de weerstand meeveranderen.
Het nadeel hiervan, is dat de zonnecellen op een spanning-stroomsterktepunt gaan werken dat afwijkt van het ideale maximum power point.
Met verder toenemende weerstand gaat de zonnecel zich eigenlijk steeds meer als een Ohmse weerstand gedragen (zie grafiek).
In duidelijk Nederlands: de totale opbrengst van een zonnecel daalt met toename van de weerstand van de stroomkring.
In deze grafiek is overduidelijk zichtbaar wat het effect van toenemende weerstand op de I-V curve van een zonnecel is. De spanning behorend bij een bepaalde opgewekte stroomsterkte daalt, waardoor de totale opbrengst (P=V*I, of P=V^2/R) ook lager is.
Schaduwval
Ook voor zonnepanelen geldt, dat de spreekwoordelijke ketting zo sterk is als de zwakste schakel.
Met name als zowel de zonnecellen als de zonnepanelen in serie geschakeld zijn gaat deze stelling op. Omdat serieel geschakelde zonnecellen op de stroomsterkte van de laagste cel werken, kan het zo zijn dat een enkele beschaduwde cel de opbrengst van het hele systeem omlaag haalt.
Het alternatief, parallel schakelen, is in een dergelijke situatie vaak onmogelijk omdat de omvormer op
een bepaalde spanning is berekend.
Gelukkig zijn de zonnepanelen van de meeste PV-systemen voor een groot deel parallel geschakeld, omdat zonnepanelen vaak zelf al 12V of 24V leveren.
Houd bij plaatsing van zonnepanelen hoe dan ook rekening met bijvoorbeeld gebouwen, bomen, schoorstenen en balkons.
Het materiaal van de zonnecel
Niet iedere zonnecel is hetzelfde; cellen kunnen van verschillende materialen gemaakt zijn, die ieder hun voor- en nadelen hebben.
De meeste huidige zonnepanelen zijn gebaseerd op monokristallijn, danwel polykristallijn silicium.
Cellen op basis van monokristallijn silicium zijn duurder, maar bieden een hoger rendement dan polykristallijne zonnecellen.
Dunne-film zonnecellen op basis van amorf silicium, zware metalen en / of organische bestanddelen zijn voor de commerciële markt nog niet interessant genoeg.
De laatste jaren worden echter grote vooruitgangen geboekt in het onderzoek naar de toepassing van organische polymeren.
De verwachting is dan ook dat het dunne-film zonnepaneel het straatbeeld langzaam maar zeker zal gaan domineren.
Temperatuur
Veel mensen denken dat een zonnepaneel bij hoge temperaturen beter presteert.
Het omgekeerde is echter waar.
Omdat de geleidbaarheid van halfgeleiders bij toenemende temperatuur toeneemt (de elektronen worden mobieler), wordt het makkelijker voor elektronen om gaten elders in het materiaal weer op te vullen. Omdat dit de elektrische balans in de cel verbetert, valt het elektrische veld bij de grenslaag weg, waardoor de lading niet meer goed gescheiden kan blijven.
Het resultaat is een dalende spanning tussen de twee lagen.
Dit effect wordt in onderstaande figuur geïllustreerd.
Het effect van temperatuur op de I-V curve van een zonnecel. Uit deze grafiek kunnen we afleiden dat de opbrengst van een zonnecel daalt met toenemende temperatuur. De stroomsterkte stijgt wel door de toenemende mobiliteit van de elektronen, maar de toename is dusdanig gering, dat deze nauwelijks merkbaar is.
De opbrengst van zonnepanelen (in wattpiek) is bepaald bij een temperatuur van 25°C.
Op een warme zomerdag kan een zonnepaneel echter gerust 65 graden heet worden; een temperatuur waarbij u zo’n 20% opbrengst inlevert (ruwweg 0,5% per graad celcius boven de 25°C).
Het is dus van belang zonnepanelen zo koel mogelijk te houden.
Hoewel dit uiteraard niet altijd even goed mogelijk is, is het van belang in ieder geval de passieve koeling goed op orde te hebben.
Installeer de zonnepanelen niet te dicht op elkaar en zorg ervoor dat de wind, naast tussen de panelen door, ook onder de panelen door kan waaien.
Een zonnepaneel presteert eigenlijk op zijn best tijdens een zonnige zomerdag mét een koele wind die de panelen koel houdt.
Met name in warmere landen is het van belang te kiezen voor een zonnepaneel met een lage temperatuurcoefficient.
Deze waarde geeft de gevoeligheid van het zonnepaneel voor temperatuurvariaties weer; hoe lager, hoe beter.
In Nederland maakt het nauwelijks uit, maar een zonnepaneel op basis van monokristallijn silicium presteert met -0,4%/°C net iets beter dan een zonnepaneel op basis van polykristallijn silicium (-0,5%/°C). Wat in de toekomst wél uit gaat maken, is het feit dat zonnecellen op basis van amorf silicium een gevoeligheid hebben van slechts -0,15 tot -0,25 %/°C.
