Wat is een zonnecel – eenvoudig uitgelegd
Een zonnecel, ook wel fotovoltaïsche cel genoemd, zet zonlicht om in elektrische energie. Het proces waarbij zonlicht wordt omgezet in elektrische energie wordt fotovoltaïsch (fotovoltaïsch effect) genoemd. De zonnecel is een elektrische component en de kleinste eenheid van het zonnepaneel. Er zijn veel verschillende soorten cellen.
Vaak wordt de term zonnecel ook gebruikt voor zonnemodules. Een zonnepaneel bestaat uit vele zonnecellen. Het aantal zonnecellen bepaalt de grootte van de PV-module.
En dit is wat u te wachten staat in ons artikel:
Vergelijk nu fotovoltaïsche aanbiedingen en bespaar 30%!
Neem 60 seconden de tijd en vul een kort formulier in. Wij brengen u in contact met maximaal vijf geverifieerde gespecialiseerde bedrijven uit uw regio. De vergelijking is gratis en vrijblijvend voor u.
Wie is de uitvinder van de zonnecel?
De eerste zonnecel was 1954 bij toeval in laboratoria van de Amerikaanse Bell Company gebouwd. Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller en Gerald Pearson worden beschouwd als de uitvinders van de zonnecel. Ze stelden vast dat een zonnecel gemonteerd op Silicium gebaseerde gelijkrichter leverde meer elektriciteit in zonlicht. Deze eerste zonnecel had een Efficiëntie van rond 4%.
Al 1958 werden zonnecellen voor het eerst toegepast om elektrische energie te verkrijgen. De Vanguard I satelliet was uitgerust met zonnecellen. Deze hebben met succes de batterij van de satelliet opgeladen. A rechtstreekse levering met elektriciteit werkte nog niet. De cellen haalden al een rendement van 10,5% en de satelliet was 8 jaar lang operationeel.
Hoe werkt een zonnecel?
Zodra zonlicht de zonnecel raakt, prikkelt dit de ingesloten elektronen op. Deze beginnen verplaatsen. Met behulp van een elektrisch veld in de cellen worden de elektronen in verschillende richtingen gestuurd. Dit creëert een elektrische stroom, die vervolgens Metalen contacten aan beide zijden van de cel.
Waar zijn zonnecellen van gemaakt?
Zonnecellen bestaan uit een halfgeleidermateriaal, meestal silicium (kwartszand). Onder toevoer van warmte heeft dit materiaal een verhoogde Geleidbaarheidt. Het silicium wordt gezuiverd en krijgt een kristalstructuur. Afhankelijk van het type zonnecel worden de siliciumkristallen anders verwerkt. Er zijn twee siliciumlagen nodig. Tussenin is er een Grenslaag voor de elektronenbeweging.
Om de Elektronen om elektronen in verschillende richtingen te geleiden, is een siliciumlaag positief en een negatief. Fosfor wordt toegevoegd aan de positieve laag (p-gedoteerde laag) en boor aan de negatieve laag (n-gedoteerde laag). De grenslaag in het centrum vormt een elektrisch veld.
Welke soorten zonnecellen zijn er?
Er zijn verschillende soorten zonnecellen. De meest gebruikte cellen zijn op wafers gebaseerde cellen en Dunne-film cellen. Wafers zijn dunne plakjes gesneden uit mono- of polykristallijne siliciumkristallen. Dunne-filmcellen daarentegen worden niet gesneden, maar het silicium wordt afgezet op een draaglaag met damp afgezet. Bovendien zijn er biologisch en amorfe zonnecellen.
Monokristallijne zonnecellen
Monokristallijne zonnecellen bestaan uit éénkristallijn silicium. Met tot 22% hebben ze de hoogste efficiëntie. Voor monokristallijne cellen worden dunne plakjes (wafers) gesneden uit één enkel siliciumkristal. De complex productieproces en het hoge rendement maken ze tot de duurste zonnecellen. De behaalde PV-opbrengsten rechtvaardigen echter de prijzen.
Monokristallijne zonnepanelen worden steeds vaker toegepast in fotovoltaïsche systemen op eengezinswoningen. Daar de Dakoppervlakn als regel kleine en de cellen kunnen hun hoge efficiëntie benutten.
Zo zien monokristallijne zonnecellen eruit
Polykristallijne zonnecellen
Polykristallijne zonnecellen bestaan uit meerdere siliciumkristallen en hebben een rendement van ongeveer 15 tot 20%.. In plaats van één groot siliciumkristal worden tijdens het fabricageproces meerdere kristallen van verschillende grootte geproduceerd. blok zijn gecast. Wafers voor de zonnecellen worden hieruit gesneden. Het proces is eenvoudiger en bijgevolg zijn de zonnecellen ook goedkoper.
Organische zonnecellen
Organische zonnecellen bestaan uit Kunststoffen (koolwaterstofverbindingen). Ze worden ook plastic zonnecellen genoemd. In laboratoria Eenmalig geproduceerd, die een efficiëntie hebben van 17,3% bereikt. De materiaal- en fabricagekosten zijn gunstig. Organische zonnecellen zijn daarom een actuele Onderwerp van onderzoek. Ze zijn nog niet beschikbaar op de markt.
Dunne-film zonnecellen
Dunne-film zonnecellen bestaan uit amorf silicium. In tegenstelling tot kristallijne cellen wordt bij dunne-filmcellen het silicium afgezet op een drager. Op die manier is het mogelijk om duidelijk dunnere zonnecellen kan worden geproduceerd. Dit bespaart kosten voor het materiaal en de productie. Dunne-filmcellen zijn flexibel, licht en goedkoop, maar hebben een lager rendement van 10 tot 13%..
Amorfe zonnecellen
In amorfe zonnecellen is het silicium vormloos, d.w.z. het is niet kristallijn. Het silicium wordt met damp afgezet of afgedrukt op een drager in lagen van ongeveer 3 micrometer dik. De Productieproces is goedkoop, maar het rendement van de cellen is ook lager. Amorfe cellen worden gebruikt in de slanke dunne-film zonnecellen.
Productie van een zonnecel
Voor de productie van kristallijne zonnecellen is de Silicium wordt gesmolten en gezuiverd. Dan een Personeel (monokristallijne cellen) wordt uit de massa getrokken of een Blok (polykristallijne cellen) worden gegoten. Hiervan worden dunne plakjes (wafels) gesneden. De wafels zijn bedekt met fosfor en boorrespectievelijk negatief en positief worden.
De Maat van zonnecellen wordt beperkt door het fabricageproces. Wafers kunnen worden geproduceerd in een formaat van 150, 200 of 300 mm kan worden gesneden.
Vergelijk nu fotovoltaïsche aanbiedingen en bespaar 30%!
Neem 60 seconden de tijd en vul een kort formulier in. Wij brengen u in contact met maximaal vijf geverifieerde gespecialiseerde bedrijven uit uw regio. De vergelijking is gratis en vrijblijvend voor u.
Wat is de kracht van zonnecellen?
Het gemiddelde vermogen van een zonnecel is 50 Wp tot 350 Wp. Wp betekent Wattpiek en geeft het maximale vermogen van de zonnecel aan. Het vermogen van de zonnecel wordt gespecificeerd per m². Afhankelijk van het materiaal en het fabricageproces verschilt ook het vermogen van de zonnecel. maximaal mogelijke output.
Hoe lang gaan zonnecellen mee?
Kristallijne zonnecellen hebben een leven lang tot 40 jaar. Het zijn ook de meest gebruikte zonnecellen. Amorfe zonnecellen in Dunne-film modules houden meestal 20 tot 25 jaar lang. De Garantie van de meeste fabrikanten valt ook binnen de periode van 20 tot 40 jaar.
Grootte zonnecel
De grootte van een enkele zonnecel is 150 mm tot 300 mm gemiddeld. De grootte van het zonnepaneel hangt af van het aantal zonnecellen in een module. De meeste modules hebben 60 zonnecellen en zijn vaak 156 mm x 156 mm groot. Dit resulteert in een Module van 1700 mm x 1000 mm.
Uniform Standaard maten bestaan niet. Zonnepanelen hebben echter meestal 36 tot 72 zonnecellen.
Uitlijning van zonnecellen
In Duitsland is de maximale zonneopbrengst wordt bereikt met een directe oriëntatie op het zuiden. De zonnecellen moeten een hellingshoek hebben tussen 30° en 40°. A Afwijking van oriëntatie naar het oosten of westen tot 50°, bereikt nog steeds een zeer hoge opbrengst van ongeveer 94%.
In de volgende Tabel kunt u zien dat de zuidelijke oriëntatie optimaal is. Niettemin kunt u met een noordelijke oriëntatie en een lage modulehelling nog steeds goede opbrengsten bereiken.
De tabel toont de Uitlijning van de PV-modules in relatie tot de Module helling.
Energiebalans van zonnecellen
De energiebalans van zonnecellen verschilt naar gelang van het type en de fabricagemethode. In de regel amortise Zonnecellen betalen zichzelf energetisch terug in twee jaar compleet. Het fotovoltaïsche systeem als compleet pakket inclusief montage en installatie verdient zichzelf energetisch terug in 3-5 jaar. Daarna wordt de energiebalans van het PV-systeem positief.
Zonnecellen parallel of in serie aansluiten?
Als u meerdere zonnepanelen hebt, moet u beslissen of u ze in serie of parallel schakelt. Voor een Serieaansluiting de cellen moeten ongeveer de dezelfde stroom hebben dezelfde stroom. Met een Parallelle aansluiting de PV-modules moeten dezelfde spanning hebben dezelfde spanning. Vaak wordt gekozen voor een combinatie van parallel- en serieschakeling.
Een serieschakeling resulteert in de toegevoegde spanningen worden toegevoegd. Dit betekent dat de zonnepanelen een hogere totale spanning hebben. Indien echter een van de modules gearceerdt, wordt de serie onderbroken en wordt er geen elektriciteit meer opgewekt.
De parallelschakeling van de modules heeft tot gevolg dat de zonnepanelen een hogere totale stroomsterkte hebben. Als sommige modules in de schaduw staan wanneer ze parallel zijn geschakeld, kunnen de andere modules nog steeds Elektriciteit opwekken. De totale stroomsterkte wordt alleen maar lager.
Welke fabrikanten van zonnecellen zijn er?
Tot de grootste producenten van zonnecellen wereldwijd behoren:
LONGi, China
Tongwei, China
JA Solar, China
Aiko, China
Trina Solar, China
JinkoSolar, China
Canadian Solar, China
First Solar, VS
Suntech, China
Waar worden zonnecellen gebruikt?
Zonnecellen worden gebruikt in Zonnemodules die worden geïnstalleerd op het dak van het huis of de garage, op de gevel, in de tuin, op de stacaravan of zelfs geïntegreerd in het gebouw.
Zonnecellen op het dak
Zonnecellen kunnen worden geïnstalleerd op de eigen dak kan worden geïnstalleerd als een fotovoltaïsch systeem op of in het dak. Daarnaast is het ook mogelijk de cellen te integreren en te installeren in zonnedakpannen. Een installatie van de zonnepanelen is niet alleen mogelijk voor Nieuwe gebouwen maar ook als een retrofit in de Bestaand gebouw.
Fotovoltaïsche panelen op het dak
Bij een fotovoltaïsch systeem op het dak worden de zonnepanelen rechtstreeks in het dak geïnstalleerd. dakbekleding. De zonnecellen dienen nu als dakbedekking naast het opwekken van elektriciteit. Fotovoltaïsche installatie op het dak is een zeer aantrekkelijke optie vanwege de esthetische uitstraling erg populair. Het voordeel is ook dat het minder gevoelig is voor wind. Het nadeel is de hogere kosten in tegenstelling tot de dakvariant.
Indach Photvoltaik (@Vidirian Solar)
Fotovoltaïsche panelen op het dak
Bij rooftop photovoltaics worden de zonnepanelen op de bestaande dakbedekking gemonteerd. bovenop geplaatst. Tussen het dak en de PV-modules wordt een kleine opening gelaten voor ventilatie aan de achterzijde. De zonnepanelen worden in de montagerails geplaatst en vastgezet met Dakhaken. Montage op het dak is de meest voorkomende vorm van montage. De installatie is goedkoop en eenvoudig uit te voeren.
Dakpannen met zonnecellen
Dakpannen die ook zonnecellen zijn, worden ook wel zonnedakpannen of zonnedakpannen genoemd. Deze worden gebruikt in plaats van normale dakpannen zijn geïnstalleerd. Het rendement van de zonnetegels is echter lager dan dat van normale zonnecellen. Afgezien daarvan zijn de tegels dure om te kopen. Zonnetegels worden daarom meestal gebruikt om esthetische redenen of in de Bescherming van historische monumenten gebruikt.
Zonnegevel
Een zonnegevel wordt vaak ook aangeduid als een in gebouwen geïntegreerde zonnecellen (GIPV). De zonnepanelen zijn rechtstreeks in het gebouw geïntegreerd. Naast de Energieproductie zij nemen ook de beschermende functies van de bouwschil over. Een zonnegevel is echter ook fotovoltaïsche modules van het gordijn-type die niet geïntegreerd zijn in de bouwschil.
Zonnegevel op een eengezinswoning.
Zonnecellen op het garagedak
Zonnecellen kunnen ook worden geïnstalleerd op het dak van de garage of de carport. Dit is snel en zonder grote inspanning. De modules zijn gewoonlijk verhoogd en verzwaard om bestand te zijn tegen de wind. Een e-auto of andere elektrische apparaten kunnen zo worden opgeladen. Een verbinding met de Stroomnet is meestal niet nodig.
Auto met zonnecellen
Auto’s met geïntegreerde zonnecellen zijn momenteel een populaire Onderzoeksobject. Het idee is om Bereik van de elektrische auto. Een andere manier om zonne-energie onderweg te gebruiken is met PV-modules op het dak van een camper of camper. De bijbehorende zonnepanelen zijn goedkoop en eenvoudig zelf te installeren.
Zonnepanelen voor balkon
Zonnepanelen voor balkons zijn verkrijgbaar als balkonzonnesystemen. Deze zonnesystemen worden rechtstreeks in de borstwering of het terreinr geïntegreerd of kan worden gebruikt als Dakbedekking dienen. Balkonsystemen bestaan vaak uit dunnefilmmodules van glas vanwege hun aantrekkelijke uiterlijk. De modules worden aangesloten op een omvormer en de elektriciteit wordt via een Stopcontact wordt aan het huishoudelijk net geleverd.
Zonnecellen voor tuinhuis
Zonnecellen kunnen worden gebruikt om een tuinhuisje van elektriciteit te voorzien. De zonnepanelen zijn gemonteerd op de Dak van het zomerhuis of een gratis gedeelte opgezet in de tuin. In de regel zijn dergelijke PV-systemen stand-alone en niet aangesloten op het openbare net. A zelfvoorzienend aanbod is dus mogelijk.
Het rendement van zonnecellen
Het rendement van zonnecellen hangt af van de Type cellen van. Monokristallijne zonnecellen hebben een hoog rendement met maximaal 22% hebben de hoogste efficiëntie. Voor polykristallijne zonnecellen ligt het tussen 15 en 20%.. Dunne-filmcellen halen slechts een rendement van 13 tot 18%..
De waarden zijn Laboratoriumomstandigheden. De laboratoriumomstandigheden, ook wel STC (Standard Test Conditions) genoemd, gaan uit van 1000 Watt Bestraling en 25 graden celtemperatuur. De werkelijke efficiëntie is aanzienlijk lager. Schaduw, hogere temperaturen en slechte lichtomstandigheden verminderen het.
De beste en meest efficiënte zonnecellen met hoog rendement (tabel)
Hieronder vindt u een tabel met een selectie van monokristallijne zonnecellen met het hoogste rendement.
En als u op zoek bent naar de beste zonnepanelen, bekijk dan onze test en vergelijking
Hoeveel kosten zonnecellen?
De kosten van individuele zonnecellen variëren van fabrikant tot fabrikant. De kosten voor volledige zonnemodules variëren echter tussen 120 en 340 € per kilowatt piekvermogenMonokristallijne modules zijn het duurst, met prijzen van 220 tot 340 euro. Polykristallijne modules zijn verkrijgbaar vanaf 150 tot 250 euro. Dunne-film modules zijn op meest gunstig. Hier moet u kosten verwachten van 120 tot 220 € per kWp.
Conclusie
Een zonnecel is de kleinste onderdeel van een zonnestelsel. Het is direct verantwoordelijk voor het omzetten van zonlicht in gelijkstroom. Het meest gebruikte type zonnecel bestaat uit de Halfgeleidermateriaal silicium (een kwartszand). Halfgeleidermaterialen presteren beter bij het leveren van energie. Geleidbaarheid. In het geval van zonnecellen is deze energievoorziening zonlicht.
Als u ook een eigen zonnestelsel is het de moeite waard om aanbiedingen te vergelijken. Vul het onderstaande formulier in en ontvang een offerte. vrijblijvende en kosteloze aanbiedingen van gekwalificeerde gespecialiseerde bedrijven in uw regio.