Met zonnepanelen wordt het zonlicht direct omgezet in elektriciteit: zonnestroom.
Het standaard type zonnecel is gebaseerd op zogenoemde kristallijn silicium-technologie, dat in zo’n 90 procent van alle panelen zit.
Daarnaast zijn er zonnecellen waarbij gebruik wordt gemaakt van kristallijn silicium in combinatie met een dunne film. Die laatste zorgt voor een hoger rendement – er wordt dus meer van alle energie van zonlicht dat op de zonnecel valt, omgezet in elektriciteit. En dat rendement is weer een belangrijke pijler voor duurzaamheid: hoe hoger het rendement, hoe beter in balans de energie is die het kost om de panelen te maken met de energie die ze opbrengen.
De terugverdientijd van de benodigde energie voor de productie van zonnepanelen is intussen een kleine twee jaar, wat betekent dat ze met een gemiddelde levensduur van dertig jaar – afhankelijk van waar ze zijn geïnstalleerd – gemiddeld vijftien keer zoveel energie opwekken dan het kost om ze te maken.
De economische terugverdientijd van zonnepanelen is ondertussen gedaald naar een jaar of zes.
Zonnepanelen op een woning of gebouw.
Wie zonnepanelen op z’n dak heeft is duurzaam bezig.
Met de kracht van de zon in je eigen stroom voorzien: veel duurzamer krijg je het niet.
Op 25 augustus 2020 beschikten in Nederland zo´n 1 miljoen woningen over zonnepanelen. Dat zijn bijna 1 op de 8 woningen.
Meer dan 5% van de stroom in Nederland wordt opgewekt door zonne-energie, waarmee 5,3 miljoen ton CO₂ wordt bespaard.
Zonnepanelen op moeilijk bereikbare plaatsen
Een voordeel van zonnepanelen is ook dat men elektrische energie kan verkrijgen op plaatsen waar het moeilijk, of onmogelijk is, om elektrische leidingen te leggen. Hierbij wordt over het algemeen wel gebruik gemaakt van opslag (e.g. accu's) en een DC/DC converter om het fluctuerende DC-vermogen te stabiliseren.
Samenstelling van zonnepanelen
Monokristallijn
Monokristallijn zonnecellen hebben een constante kleur die kan variëren van blauw tot zwart. Ze zijn opgebouwd uit slechts één kristal en hebben de hoogste elektrische energieopbrengst van alle silicium zonnecellen.
Bij de productie van monokristallijn cellen, gaat enig kostbaar silicium verloren, waardoor de cellen duurder zijn bij aanschaf.
Polykristallijn
Polykristallijn cellen zijn blauw van kleur. De kristalstructuur is gedeeltelijk geordend (flake effect), waardoor zij een lagere elektrische energieopbrengst hebben dan monokristallijn cellen. De cellen zijn relatief eenvoudig en goedkoop te produceren en zijn daardoor de meest toegepaste zonnecellen.
Het lichtspectrum van zonlicht
Het zonlicht is opgebouwd uit verschillende kleuren, elk met een eigen frequentie. Het menselijk oog ziet maar een deel van die kleuren.
Elke gebruikte grondstoffen voor zonnepanelen gebruikt een specifiek deel van dit zonlicht-spectrum bij de omzetting in elektriciteit.
Ontwikkelingen
Er wordt aan efficiëncy-verbetering gewerkt o.a. door combinatie van verschillende grondstoffen: door het leggen een laagje perovskiet op een ‘gewone’ zonnecel van silicium.
Silicium benut vooral licht met een langere golflengte (infrarood) en perovskiet wekt stroom op uit licht met kortere golflengten (zeg maar: het zichtbare licht).
De twee benutten het zonlicht samen daardoor beter dan elk afzonderlijk.
Perovskiet is als basismateriaal veel goedkoper dan silicium, dat heel erg zuiver moet zijn. Voor dat zuiveren is veel energie nodig. Daarom wordt al tijden onderzocht hoe we (in de toekomst) zonnecellen van perovskiet zouden kunnen maken.
Met de huidige status van de perovskiet-zonneceltechnologie kan op glas of folie in principe eenzelfde modulerendement gehaald worden als met de andere technologie.
De combinatie van verschillende zonnecellen in een zonnemodule, ook wel pv-module genoemd, maakt een rendement van meer dan 40% mogelijk. Als de ene zonnecel optimaal presteert voor licht met korte golflengte, en de andere voor licht met langere golflengte, kunnen ze samen meer elektrische energie onttrekken aan zonlicht dan één enkele zonnecel.
Recyclingverplichtingen bij zonnepanelen en omvormers
Alle partijen die zonnepanelen en omvormers produceren of importeren en vervolgens op de Nederlandse markt zetten, moeten voldoen aan de regeling afgedankte elektrische en elektronische apparatuur (AEEA).
De fabrikanten van de zonnepanelen doen mee aan het PV-Cycle programma. Dit is een programma dat is opgezet door een aantal partners om ervoor te zorgen dat ‘uitgewerkte’ zonnepanelen niet op een grote afvalberg belanden. De zonnepanelen worden teruggenomen en de bruikbare materialen worden herwonnen, om nieuwe panelen te kunnen maken.
