Een modern zonne-energiesysteem bestaat uit een aantal accu's, omvormers, regelaars en andere componenten, waarbij elke component zijn eigen belangrijke functie vervult. Maar het hart van elk zonne-energiesysteem zijn de zonnecellen in een zonnepaneel. Deze elementen zijn verantwoordelijk voor het opslaan en omzetten van zonne-energie in elektrische energie. Een zonnepaneel is een foto-elektrische generator waarvan de werking gebaseerd is op fysische halfgeleiders. Elektronen komen vrij door de bestraling met licht en sluiten het elektrisch circuit. Om de vereiste spanning op te wekken, worden de zonnepanelen parallel of in serie geschakeld.

Historische ontwikkeling van fotovoltaïsche panelen

De eigenlijke geschiedenis van de fotovoltaïsche technologie begon in 1839 met de ontdekking van het foto-elektrisch effect door Alexander Edmond Bequerel. Sinds die tijd wist de mensheid dat elektriciteit door licht kon worden opgewekt. Pas toen Albert Einstein in 1905 het foto-elektrisch effect natuurkundig kon beschrijven met de ontdekking van het licht-kwantumeffect, begon men zonne-energie daadwerkelijk te gebruiken voor diverse processen. De eerste zonnepanelen werden echter pas in 1954 ontwikkeld en hadden een rendement van slechts 4 %. Later slaagden wetenschappers erin het rendement op te voeren tot een industriële 15 %. De huidige zonnepanelen hebben gewoonlijk een rendement tot 40 %.

De eerste zonnepanelen werden gebruikt om kunstmatige aardsatellieten van energie te voorzien. Later werden zonnepanelen vooral gebruikt in perifere gebieden, kleine dorpen en steden. Tientallen jaren voorzagen zij radio- en zendmasten van energie. Dankzij de voortschrijdende technologische ontwikkeling werden ook steeds meer modellen voor privé-doeleinden ontwikkeld. Tegenwoordig kunnen huiseigenaren en eigenaren van onroerend goed ook zonnepanelen als energiebron gebruiken.

Verschillende zonnepanelen in gebruik

De verschillende zonnepanelen op de markt verschillen met name in het volgende van hun eigenschappen:

• Maat
• Dragermateriaal
• Efficiëntie
• Nominaal vermogen en max. vermogen
• Thermische prestaties
• Duurzaamheid

Zonnepanelen met zonnecellen van het dragermateriaal silicium worden het vaakst gebruikt. Naar gelang van het soort produktie wordt hier onderscheid gemaakt tussen polykristallijne en monokristallijne panelen.

Structuur van een kristallijne zonnemodule

Polykristallijne zonnepanelen

Polykristallijne zonnecellen worden geproduceerd door siliciumblokken door te zagen na het smelten . Zij worden nadien niet verder verwerkt en zijn daarom goedkoper te produceren. Het rendement van zonnepanelen op basis van polykristallijne zonnecellen ligt tussen 12 en 16 %. Door hun optimale prijs-prestatieverhouding zijn polykristallijne zonnemodules bijzonder geschikt voor grootschalige installaties.

Monokristallijne zonnepanelen

Het rendement van monokristallijne zonnepanelen is hoger dan dat van polykristallijne en ligt tussen 14 en 18 %. Dit is vooral te danken aan de omvangrijkere bewerking van de afzonderlijke zonnecellen, die echter ook grote prijsverschillen met zich meebrengt. Zonne-elektriciteit uit monokristallijne zonnepanelen is aanzienlijk duurder, daarom wordt deze technologie alleen gebruikt in complexere projecten.

Dunne-film panelen

Dunne-film zonnepanelen of amorfe zonnepanelen zijn bijzonder goedkoop omdat hun zonnecellen met zeer weinig middelen van silicium of samengestelde halfgeleiders worden gemaakt. Het rendement van deze fotovoltaïsche modules is echter slechts 10 à 12 %, wat gedeeltelijk wordt gecompenseerd door het feit dat de modules licht en flexibel in het gebruik zijn. De laatste jaren zijn de rendementen van dunne-film panelen echter aanzienlijk verbeterd. Zo wordt dankzij geoptimaliseerde fabricagemethoden en een betere materiaalkwaliteit thans een rendement tot 25 % bereikt.

Hybride zonnepanelen

De toekomst van zonne-energie ligt in zogenaamde hybride zonnepanelen, die zijn gemaakt van een combinatie uit organische polymeren en anorganische materialen. Dankzij hun flexibiliteit, gering gewicht en lage productiekosten zijn zij bijzonder geschikt voor universele toepassingen. De productie ervan is niet zo complex als die van monokristallijne panelen, waardoor ze duidelijk goedkoper zijn. Het rendement van deze innovatieve panelen bedraagt opmerkelijke 40 %.

De voor- en nadelen van zonne-energie

De belangrijkste nadelen van de huidige zonnepanelen zijn (nog steeds) een relatief laag rendement in vergelijking met andere energiebronnen en een in vergelijking ongunstige prijs-prestatieverhouding. Bovendien zijn er hoge onderhoudskosten voor alle onderdelen en is het rendement bij slechte weersomstandigheden lager. Er moet echter rekening mee worden gehouden dat de investering in zonne-energie een langetermijnkarakter heeft.

De voordelen liggen vooral in de lange levensduur en de onuitputtelijkheid van de energiebron. De energieopwekking zelf is zeer kosteneffectief. Dergelijke technologieën zijn ook bijzonder milieuvriendelijk en stil, en vandaar dat het gebruik ervan wordt gesteund door subsidieprogramma's van de Europese Unie. Wie wil investeren in goede zonnemodules voor zijn systeem vindt bij SecondSol een grote keuze aan zonnepanelen.