Zonnepanelen & omvormers
Steeds meer woningen en gebouwen wekken hun eigen elektriciteit op met zonnepanelen. Deze installaties zetten zonlicht om in gelijkstroom. Om de opgewekte stroom bruikbaar te maken in huis, is ook een omvormer nodig. Samen vormen ze de basis van een fotovoltaïsche installatie.
Wat zijn zonnepanelen?
Zonnepanelen (ook PV-panelen genoemd, van photovoltaïsch) zetten lichtenergie om in elektrische energie. Dit gebeurt met behulp van zonnecellen die meestal uit silicium zijn gemaakt.
Wanneer zonlicht op een zonnecel valt:
- worden elektronen in beweging gebracht;
- ontstaat er een elektrische spanning;
- gaat er stroom vloeien.
Dit proces noemt men het fotovoltaïsch effect. De stroom die zonnepanelen opwekken is gelijkstroom (DC).
Het vermogen
Bij zonnepanelen wordt het vermogen uitgedrukt in wattpiek (Wp). Dit geeft het maximale vermogen aan dat een zonnepaneel kan leveren onder standaard testomstandigheden. Deze standaardomstandigheden zijn:
- zoninstraling van 1.000 W/m²;
- celtemperatuur van 25 °C;
- een vaste lichtsamenstelling.
Een paneel van bijvoorbeeld 400 Wp kan dus onder ideale omstandigheden maximaal 400 watt leveren.
Dit is een theoretische maximumwaarde. In de praktijk ligt het werkelijke vermogen vaak lager door bewolking, hoge temperatuur, schaduw, vervuiling van de panelen, oriëntatie en hellingshoek.
De Wattpiek bepaalt mee de totale capaciteit van een installatie. De som van alle Wp-waarden van zonnepanelen in een installatie geeft het totaal geïnstalleerd piekvermogen: 10 panelen van 400 Wp = 4.000 Wp (4 kWp).
Soorten zonnepanelen
Er bestaan verschillende types zonnepanelen:
- monokristallijne panelen: donkere kleur, hoog rendement, efficiënt bij beperkte ruimte;
- polykristallijne panelen: blauwe kleur, meestal iets lager rendement;
- dunnefilm-panelen: dun en flexibel, lager rendement, worden minder gebruikt bij woningen;
- thermische zonnepanelen of zonnecollectoren: worden gebruikt voor sanitaire warmwaterinstallatie;
- PVT / hybride zonnepanelen: zonnepanelen die zowel voor elektriciteit als sanitair warm water kunnen dienen.
Voor de meeste residentiële installaties worden mono- of polykristallijne panelen gebruikt.
Wat is een omvormer?
De elektriciteit die zonnepanelen produceren is gelijkstroom (DC). Huishoudtoestellen werken echter op wisselstroom (AC). Een omvormer zet de gelijkstroom van de zonnepanelen om in wisselstroom die geschikt is voor het elektriciteitsnet.
De omvormer past de spanning aan, zorgt voor een stabiele frequentie (50 Hz) en schakelt uit bij netproblemen (veiligheid).
Soorten omvormers
- Centrale omvormer: één omvormer voor alle panelen, vaak geplaatst in de garage of technische ruimte.
- Micro-omvormers: kleine omvormer per zonnepaneel, betere opbrengst bij schaduw.
- Hybride/bidirectionele omvormer: werkt in twee richtingen en maakt zo opslag van zonne-energie mogelijk.
Algemeen werkingsprincipe van een PV-installatie
- Zonlicht valt op de zonnepanelen: de panelen produceren gelijkstroom (DC).
- Via DC-bekabeling wordt deze stroom naar de omvormer geleid.
- De omvormer zet de DC (gelijkstroom) om in AC (wisselstroom) die bruikbaar is in de woning.
- De omvormer wordt via een aparte automaat of zekering aangesloten in de verdeelkast.
- De opgewekte elektriciteit wordt eerst verbruikt door de toestellen in de woning.
- Overschot aan energie stroomt via de verdeelkast naar de digitale meter in de tellerkast.
- De digitale meter registreert zowel afname als injectie naar het net.
- Indien er een batterij aanwezig is, kan het overschot eerst worden opgeslagen voordat het naar het net wordt gestuurd.