Welke zonnepanelen kiezen voor elektriciteit?

Zonnepanelen zijn een uiterst dankbare methode om op duurzame wijze elektriciteit op te wekken. In dit geval spreken we van fotovoltaïsche zonnepanelen of PV-panelen. Tegenwoordig heb je tevens hybride systemen die naast elektriciteit ook instaan voor sanitair warm water. We overlopen in dit artikel hoe deze dingen nu precies werken en welke soorten er zoal zijn.

 

Hoe werken zonnepanelen?

Zonlicht opvangen

Het werkingsprincipe van PV-panelen  is op zich relatief eenvoudig. Eén zo’n paneel is opgebouwd uit (meestal een zeventigtal) zonnecellen. De panelen liggen goed gepositioneerd op het dak om zonlicht op te vangen en via een omvormer om te zetten in bruikbare elektriciteit.

Een zonnecel bestaat uit twee dunne platen, één met een positieve en één met een negatieve lading. Die platen zijn van silicium, een bij (zon)licht half geleidend materiaal dat door die eigenschap een stroomkring opwekt tussen de zonnecellen.

 

Naar bruikbare elektriciteit: de omvormer

Het daglicht wordt dus omgezet in gelijkstroom. Die moet echter nog op een veilige manier omgezet worden naar bruikbare wisselstroom. Dat gebeurt met een omvormer of inverter. Er zijn drie soorten omvormers van elkaar te onderscheiden. Welke je kiest, hangt af van het soort zonnepaneel, de oriëntatie van de panelen, de al dan niet aanwezige schaduw en de helling van je dak.

• Stringomvormers worden toegepast wanneer alle zonnepanelen eenzelfde oriëntatie hebben en er geen schaduwvorming is. Alle zonnepanelen zijn in dit geval aangesloten op een centrale omvormer.
• Micro-omvormers worden gebruikt in situaties waarbij er veel schaduw valt op het dak en/of wanneer de zonnepanelen niet in dezelfde positie staan. Dan krijgen de panelen afzonderlijk (of per twee) een micro-omvormer. Zo kan elk paneel afzonderlijk presteren, en zal één minder presterend paneel de werking van de rest niet beïnvloeden.
• Net als bij een micro-omvormersysteem wordt het optimizersysteem toegepast bij schaduwvorming en verschillende oriëntatie van de panelen. Elk zonnepaneel krijgt in een optimizersysteem een afzonderlijke MPP-tracker die zorgt voor de meest optimale productie van elektriciteit per paneel. Bij dit systeem is er wel nog een centrale omvormer nodig zoals bij een stringsysteem. De centrale omvormer heeft echter geen eigen MPP-tracker meer nodig.

Bij toevoeging van een thuisbaterij

Voor installaties waaraan een thuisbatterij wordt gekoppeld, heb je een bidirectionele omvormer nodig. Bij zonnepanelen zonder thuisbatterij werkt een omvormer slechts in één richting: de omvormer van de zonnepanelen zelf stuurt de wisselstroom naar de elektriciteitsinstallatie en het net. De batterij moet echter kunnen opladen en ontladen.

Er zijn daarbij twee opties: een aparte omvormer bijplaatsen voor de batterij (het zogenaamde AC retrofit systeem), of de omvormer vervangen door een hybride model, dat zowel voor de zonnepanelen (gebruik) als voor de batterij (opslag) kan dienen.

Welke optie kies je nu als je een klassieke zonnepanelen opstelling hebt? De belangrijkste leidraad is de ouderdom van je installatie. Indien jouw installatie nog vrij recent is (<7 jaar), kan je beter voor een retrofit systeem kiezen vermits dat veel goedkoper is. Indien je installatie echter ouder is dan 7 jaar, kan je beter de bestaande omvormer vervangen door een hybride model met thuisbatterij. Je dient anders binnen enkele jaren jouw omvormer opnieuw te vervangen.

Bruikbare elektriciteit verdelen

De wisselstroom wordt uiteindelijk verdeeld via de meterkast en de verdeelkast naar de elektronica in huis. De zonnepanelen zitten dus nog steeds aangesloten op het net. Zo kan je bij onvoldoende prestatie van de panelen nog steeds elektriciteit van het net afnemen en kan overtollige productie van de panelen worden teruggegeven aan het net.

Meer en meer wordt in deze installatie ook een thuisbatterij geïntegreerd, waarmee je de zonne-energie die je niet meteen gebruikt kan opslaan.

 

Soorten fotovoltaïsche zonnepanelen

Monokristallijn zonnepanelen

Monokristallijn fotovoltaïsche panelen zijn gemaakt van silicium. Dat smelt en koelt op een gecontroleerde manier af. Doordat dat gecontroleerd gebeurt, liggen de kristallen in dezelfde richting, waardoor er per oppervlak meer energie wordt opgewekt. Monokristallijn panelen werken het best bij direct zonlicht. In België is dat, gezien de hoge bewolkingsgraad, minder interessant, maar op een kleine oppervlakte zullen deze je toch een hoog rendement opleveren.

 

Polykristallijn zonnepanelen

Polykristallijn panelen werken op eenzelfde manier als monokrijstallijn panelen. Ze zijn immers ook van silicium gemaakt. De afkoeling gebeurt echter niet gecontroleerd, waardoor de kristallen niet in dezelfde richting komen te liggen. Deze panelen presteren beter bij niet-direct zonlicht. Je zal hiervoor ook minder betalen dan voor monokristallijn panelen, daar deze een minder intensief productieproces kennen.

 

Amorf zonnepanelen

Bij amorf panelen of dunne filmpanelen wordt er een dunne fotovoltaïsche laag aangebracht op het paneel. Deze zijn een stuk goedkoper dan mono- en polykristallijn zonnepanelen, maar hebben ook een lager rendement. Om er veel elektriciteit uit te kunnen halen, heb je een groot oppervlak nodig om ze op te bevestigen. Ze zijn daarnaast ook flexibeler dan andere panelen.

 

Hybride zonnepanelen

Naast fotovoltaïsche zonnepanelen voor elektriciteit heb je ook thermische zonnepanelen voor warm water. Daarnaast heb je ook nog hybride panelen, ofte PVT-panelen, die voor beide kunnen dienen. Er zijn nog twee soorten van elkaar te onderscheiden:

• PVT-zonnepanelen: hier ligt de focus vooral op een hoge elektriciteitsopbrengst. Achter het gewone zonnepaneel wordt een absorptieplaat met leidingen geplaatst, waarin water wordt opgewarmd volgens de werking van een zonnecollector.
• PVT-zonnecollectoren: deze worden vooral gebruikt voor een hogere warmtewinning. Qua elektriciteit zullen deze minder opbrengen dan PVT-panelen. De collectoren zitten hier in een geïsoleerde omkasting.

 

Wat met plug & play zonnepanelen?

Tegenwoordig zijn er ook 'plug & play' zonnepanelen op de markt. Dit zijn zonnepanelen uitgerust met een stekker die je gewoon kan inpluggen in een stopcontact. Je hoeft dus geen installateur aan te spreken. Dit kan een handige oplossing zijn voor eigenaars van appartementen waar de installatie van een volledig pv-systeem niet haalbaar is. Gelijkaardig hieraan zijn er tegenwoordig ook 'plug & play' thuisbatterijen.

Dergelijke panelen (en batterijen) mogen volgens de huidige regelgeving (voorlopig) niet geplaatst worden in België. Synergrid, de federatie van Belgische transmissie- en distributienetbeheerders voor elektriciteit en gas, is momenteel bezig met een aanpassing van het technisch voorschrift C10/11 om het gebruik van zulke toestellen mogelijk te maken.

Hierdoor zou het gebruik in België vanaf mei 2025 mogelijk zijn. Ze zijn immers al te koop via webshops in de buurlanden. De installatie is er toegestaan onder de daar geldende voorwaarden. In Nederland is er bijvoorbeeld een regelgeving die zegt dat plug & play zonnepanelen mogen geplaatst worden, maar daar is het maximumvermogen begrensd op 600 Watt. Dat komt overeen met ongeveer twee panelen. 

Niet zonder risico

Er zijn dan ook enkele risico's aan verbonden. In de eerste plaats is een binnenhuisinstallatie dat volgens de Belgische normen wordt geplaatst niet gemaakt om veel stroom te injecteren via een gewoon stopcontact.

Een set met twee plug & play zonnepanelen inpluggen in een stopcontact vormt geen probleem, maar als je in je volledige energiebehoefte wil voorzien heb je er een pak meer nodig. Als je die zou aansluiten op een gewoon stopcontact, zou dat al snel voor kortsluiting en brandgevaar zorgen. In geval van brand is het overigens niet zeker of de verzekeraar zou tussenkomen als de oorzaak bij plug-in zonnepanelen zou liggen.

Daarnaast wordt een plug & play-installatie ook niet gekeurd zoals een traditionele zonnepaneleninstallatie, waardoor bepaalde gevaren makkelijk over het hoofd gezien kunnen worden met alle gevolgen van dien. 

 

Het rendement van fotovoltaïsche zonnepanelen

Hoe groot is het deel van de energie van het zonlicht dat kan worden omgezet in elektriciteit? Dat is wat het rendement procentueel uitdrukt. Bij zonnepanelen ligt dat grosso modo tussen 15% en 20%, doordat zonlicht uit verschillende kleuren bestaat, en een zonnecel in zo’n paneel niet alle kleuren opvangt. Het rendement van je zonnepanelen kan je berekenen met de volgende formule:

piekvermogen (Wp) / (oppervlakte van een paneel * 1000)

Het rendement is afhankelijk van verschillende factoren:

• het soort zonnepaneel: monokristallijn panelen brengen over het algemeen meer op dan polykristallijn panelen;
• de temperatuur: zonnepanelen presteren het best bij een temperatuur van 25 °C, als de temperatuur te hoog is, kunnen de zonnecellen minder geleiden;
• aantal zonne-uren: plaats je zonnepanelen op een locatie waar de zon meer schijnt, dan zullen ze uiteraard meer opbrengen. Ze kunnen ook energie opwekken bij bewolking, maar dat zal – logisch – minder zijn;
• schaduw: op schaduwrijke plekken moet je geen zonnepanelen plaatsen, dat om de lichtinval zo min mogelijk te verstoren;
• de helling van je dak: het hoogste rendement zal je halen bij een helling van 30° tot 40°. Bij minder of meer zullen ze minder energie opbrengen. Bij platte daken kan je ze op een frame plaatsen;
• oriëntatie: een zonnepaneel oriënteer je het best op het zuiden voor het hoogste rendement. Dat is interessant wanneer je vaak thuis bent en/of wanneer je een batterij hebt. Een oostelijke en westelijke oriëntatie is beter voor wie 's ochtends of 's avonds het meeste elektriciteit nodig heeft. Je zal dan enkel 's middags, wanneer de zon het sterkst schijnt, er minder uit halen.