De werking van een zonnepanelen installatie makkelijk uitgelegd

Overweeg je het om een zonne-installatie te laten plaatsen, maar wil je eerst meer informatie over hoe zonnepanelen juist werken? Op deze pagina lichten we de werking van fotovoltaïsche panelen op een overzichtelijke manier toe. Daarnaast brengen we je via onze offerteservice snel en eenvoudig in contact met een geschikte installateur uit jouw buurt.

In Vlaanderen wekken reeds meer dan 215 000 gezinnen elektriciteit op door middel van zonnepanelen. Dat deze technologie zo populair is, is niet verwonderlijk. Investeren in een zonne-installatie is namelijk een erg slimme zet! Door de vele honderden euro’s die je jaarlijks op je energiefactuur bespaart, verdienen zonnepanelen zich in amper 8 à 12 jaar terug.

Wanneer je van plan bent een zonne-installatie te laten plaatsen, vraag je je waarschijnlijk af hoe een zonnepaneel werkt. Veel mensen laten zich afschrikken door de technische achtergrond van een dergelijk systeem. Daarom doen we het werkingsprincipe van zonnepanelen op een begrijpbare manier uit de doeken. Aan het einde van dit artikel, heeft deze technologie geen geheimen meer voor jou!

Hoe werkt een fotovoltaïsche zonne-installatie of PV-installatie?

Een PV-installatie (afgeleid van het Engelse Photo-Voltaic) bestaat uit drie essentiële componenten: de zonnepanelen, de omvormer(s) en de elektriciteitsmeters:

Hoe werken fotovoltaïsche zonnepanelen?  

Zonnepanelen vormen de eerste component van een zonne-installatie: zij zijn verantwoordelijk voor het genereren van elektriciteit onder invloed van zonlicht. Een zonnepaneel of PV-paneel bestaat uit een zestigtal fotovoltaïsche zonnecellen (‘foto’ voor licht en ‘voltaïsch’ voor elektriciteit). Deze plaatjes met een oppervlakte van ongeveer 10cm2 zijn slechts 0.2 tot 0.4 mm dik. Belangrijk is om op te merken dat deze zonnecellen energie opwekken onder invloed van zonlicht, en niet zonnewarmte. Dat wil zeggen dat je op een frisse, maar zonnige lentedag vaak meer stroom produceert dan op een hete zomerdag.

Hoe zetten zonnecellen licht nu precies om naar elektriciteit? Dat heeft te maken met de opbouw ervan. Doorgaans bestaan zonnepanelen uit twee lagen silicium (klik hier voor alle soorten pv-panelen). Wanneer er zonlicht invalt op de cellen, ontstaat er een elektrische spanning tussen de twee silicium lagen. De zonnecellen worden in serie op een paneel gemonteerd en de zonnepanelen worden ook onderling met elkaar verbonden. Zo kan de genereerde gelijkstroom zich van cel tot cel en paneel tot paneel voortbewegen, om uiteindelijk de tweede component van de zonne-installatie - de omvormer - te bereiken.

onderdelen zonne-installatie - zonnepanelen omvormer elektriciteitsmeters

Componenten en werking van een zonne-installatie

doorsnede zonnecel met twee lagen silicum

De opbouw van een fotovoltaÔsche zonnecel

Hoe werkt een omvormer van zonnepanelen (of inverter)?

De werking van een omvormer van zonnepanelen (of inverter) is erg eenvoudig. De gelijkstroom opgewekt door de zonnepanelen wordt naar de omvormer geleid, waar deze omgezet wordt naar bruikbare wisselspanning. Elektrische toestellen werken immers enkel op wisselstroom. Een MPP-tracker (Maximum Power Point) aangesloten op de omvormer zorgt ervoor dat de panelen hun maximale rendement behalen en brengt eveneens de opbrengst van het systeem in kaart. We onderscheiden hier drie types van omvormers, waarvan de centrale of stringomvormer de meest voorkomende is:

Omvormer verbonden met elektriciteitskast

De omvormer zorgt ervoor dat gelijkstroom wordt omgezet in bruikbare wisselstroom. Realisatie: Energie- en warmtetechniek

String-omvormers: in de meeste gevallen, worden zonnepanelen in serie op elkaar aangesloten zodat ze één kring of “string” vormen. Vandaar de term “string-omvormers”. Deze kring wordt verder verbonden met één centrale omvormer. Er zijn echter omstandigheden waar het inzetten van string-omvormers nadelig is voor het rendement. Dat is bijvoorbeeld het geval bij schaduw: valt er schaduw in op één enkel paneel, dan heeft dat een negatieve impact op de opbrengst van het gehele systeem. Je zou er daarom voor kunnen kiezen om panelen die gelijktijdig schaduw vangen op een aparte kring te plaatsen dan panelen die volle zon krijgen. Elke string wordt dan met een aparte MPP-tracker aangesloten op de omvormer. Zo behalen alle panelen hun maximale rendement. Daarnaast kan je het ook overwegen om over te schakelen naar micro-omvormers of power optimizers.

Prent effect schaduw op string omvormer

Schaduw is erg nadelig voor het rendement bij string-omvormers

Voor een individuele optimalisatie, kan elk paneel afzonderlijk worden uitgerust met een micro-omvormer. De omvorming van gelijk- naar wisselstroom gebeurt reeds bij de micro-omvormers zelf, die zich achter het paneel bevinden. Dat betekent dat er geen centrale omvormer meer nodig is. Presteert één paneel minder, heeft dat dus geen impact op het rendement van de andere panelen.

Tekening micro omvormer zonnepanelen

Micro-omvormers vormen een goede oplossing wanneer enkele panelen schaduw vangen

Daarnaast kan je er ook voor kiezen om elk paneel te voorzien van een eigen MPP tracker of “power optimizer“. Deze zorgen voor de meest efficiënte energieproductie van elk afzonderlijk paneel. In tegenstelling tot de micro-omvormer, wordt stroom niet omgezet door de optimizer zelf. De power optimizers worden dus nog steeds aangesloten op een centrale omvormer.

werking string omvormers met power optimizers

MPP trackers optimaliseren het rendement van elk paneel afzonderlijk

Wanneer je een omvormer plaatst, hou dan ook rekening met volgende aandachtspunten:

  • het vermogen van de omvormer moet afgestemd zijn op die van de zonnepanelen (max. 20% kleiner of 10% groter). Heb je een zonne-installatie met een vermogen van 3.5Wp, ga je best voor een omvormer met een vermogen tussen 2.8 en 3.85Wp.
  • het rendement van omvormers daalt elk jaar lichtjes. Daarom moet je deze na ongeveer 10 à 15 jaar vervangen (= ongeveer één keer tijdens de levensduur van je zonnepanelen).

Om de levensduur te maximaliseren, plaats je omvormer liefst in een koele en geventileerde ruimte. Hoge temperaturen zijn namelijk nadelig voor de levensduur van omvormers. Een omvormer kan ook behoorlijk wat geluid kan produceren. Ben je iemand die dit geluid als storend zou kunnen ervaren? Plaats de omvormer dan in een ruimte waar je hier weinig last van zal ondervinden (bv. in de inkomhal).

Tip: wil je een zonne-installatie plaatsen in een bestaande woning? Ga dan eerst na of je dak en elektrische installatie nog in goede conditie verkeren!

Werking meters: principe van afname en injectie

De derde en laatste component van de zonne-installatie, de elektriciteitsmeter, registreert tot slot het verbruik. Vaak wordt er tussen de omvormer en de elektriciteitsmeter ook een groenestroommeter geïnstalleerd. Die legt vast hoeveel groene stroom jouw zonnepanelen opleveren (in kWh). Dit is belangrijk voor installaties die recht geven op groenestroomcertificaten .

Wat bij overproductie: slimme elektriciteitsmeter of terugdraaiende meter?

De meeste zonne-installaties zijn gekoppeld aan het elektriciteitsnet. Dat heeft twee redenen. Vooraleerst, staat deze aansluiting je toe om stroom van het net af te nemen wanneer je zonnepanelen geen of onvoldoende energie produceren (voornamelijk ’s avonds of ’s nachts). De elektriciteit opgewekt door je zonnepanelen wordt in eerste instantie gebruikt om aan de energiebehoefte van je eigen woning te voldoen. Wanneer je zonnepanelen echter meer elektriciteit produceren dan je verbruikt (bv. overdag wanneer er niemand thuis is), lever of injecteer je de overtollige stroom aan het net.

Hoe werkt deze teruglevering bij zonnepanelen? Elektriciteitsmeters zijn er om de afname van en injectie naar het distributienetwerk te registreren. Deze teller kan een terugdraaiende of een slimme meter zijn.

In het geval van een terugdraaiende meter, loopt de verbruiksmeter bij overproductie terug. De stroom die van en naar het net gaat wordt dus via eenzelfde analoge stroommeter geregistreerd. Staat je huidige verbruik op 500kWh en produceren je zonnepanelen 100kWh, zal je meter terugdraaien naar 400kWh.

Deze terugdraaiende meters zullen vanaf 1 januari 2019 stelselmatig vervangen worden door slimme, digitale meters. De werking van een slimme meter met zonnepanelen verschilt van die bij terugdraaiende meters. De afname en injectie van stroom wordt apart geregistreerd en op een elektronisch display getoond. Daarnaast communiceert dit slim systeem via een internetverbinding ook met je netbeheerder, zodat je verbruik vanop afstand kan worden geraadpleegd. Dat betekent dus dat je niet langer jaarlijks je meterstand moet doorgeven! Het uiteindelijke doel van dit systeem is om meer inzicht te krijgen in je energieverbruik. Je kan bijvoorbeeld gaan besparen door enkel stroom te verbruiken wanneer er voldoende geproduceerd wordt.

Analoge meter die terugdraait bij overproductie
Slimme meter met digitale display

Tot op heden, wordt de teruggeleverde en verbruikte energie met elkaar verrekend door middel van de zogenaamde “salderingsregeling”. Terugdraaiende, analoge meters geven je geen overzicht van de hoeveelheid energie die je afneemt en produceert, maar tonen enkel de “eindstand”. Dat betekent dat de teruggeleverde energie niet apart kan worden geregistreerd maar meteen wordt verrekend op je energiefactuur. Een slimme meter kan dat onderscheid echter wel maken. Komt er een einde aan deze salderingsregeling, dan zal je mogelijk niet gecompenseerd worden voor de teruggeleverde energie. Wie in de nabije toekomst zonnepanelen laat plaatsen, moet echter nog niet te snel treuren. Minister Tommelein heeft reeds aangegeven dat “wie zonnepanelen heeft of er plaatst voor eind 2020, minstens 15 jaar het voordeel van de terugdraaiende teller behoudt.”

Enkelvoudige of tweevoudige meter bij zonnepanelen?

Naast het verschil tussen een terugdraaiende en slimme meter, besteed je best ook aandacht aan het verschil tussen een enkel- of tweevoudige meter. Bij een enkelvoudige meter wordt éénzelfde tarief aangerekend voor alle energieverbruik. Bij een tweevoudige meter betaal je daarentegen minder voor verbruik ’s nachts en in het weekend. Je energieverbruik verschuiven naar deze daluren kan een fikse besparing betekenen.

Maar wat in het geval van zonnepanelen? Kan je dan beter overschakelen naar een enkelvoudige meter? Leveren je zonnepanelen voldoende stroom om je gehele energieverbruik te dekken, dan is het antwoord ‘ja’! Zonnepanelen leveren ’s nachts en ’s avonds immers geen energie. Al wat je dan verbruikt, wordt bij een tweevoudige meter aangerekend aan het nachttarief. Wat overdag aan overtollige stroom geproduceerd wordt, zal hierbij niet in vermindering worden gebracht. Heb je overdag bijvoorbeeld 200kWh teruggeleverd en ’s avonds of ‘s nachts 200kWh verbruikt, dan zal je nog steeds het nachttarief moeten betalen voor de verbruikte 200kWh. Doet dezelfde situatie zich voor bij een enkelvoudige meter, zou je een nulverbruik hebben.

Analoge tweevoudige elektriciteitsmeter

Het werken met dag- en nachttarief kan nadelig zijn voor jouw elektriciteitsfactuur

Tip: heb je een terugdraaiende, tweevoudige meter en wil je overschakelen naar een enkelvoudige meter? Doe dat dan zo dicht mogelijk bij de jaarlijkse meterstandopname. Bij een tussentijdse meteropname in de zomer wordt je overschot namelijk herleid naar 0. In de winter, zal je een hoog verbruik hebben omdat je panelen door de weinige lichtinval nog niet veel geproduceerd hebben.

Vergelijk offertes van installateurs in jouw buurt

Wil je je door een ervaren installateur verder laten informeren over de werking van zonnepanelen? Via ons netwerk van gespecialiseerde vakmannen kan je met één enkele aanvraag tot 3 offertes voor zonnepanelen vergelijken. Geheel gratis en vrijblijvend. Zo vind je makkelijk de juiste vakman voor het plaatsen van jouw zonne-installatie!

 
 

Wil je deze interessante informatie delen?