De structuur van een fotovoltaïsch systeem eenvoudig uitgelegd

De opbouw van een fotovoltaïsch systeem is eenvoudig uit te leggen. Het bestaat uit de PV-modules voor de opwekking van elektriciteit en de bijbehorende onderbouw. Bovendien is er altijd een omvormer nodig om de elektriciteit om te zetten. Als de overtollige elektriciteit aan het openbare net moet worden geleverd, is ook een bijbehorende elektriciteitsmeter nodig.

Verdere optionele onderdelen zijn een Energiemanagerdie de verbruikers in het huishouden intelligent aanstuurt met zonne-energie en een Opslag van elektriciteit.

In dit artikel gaan we nader in op de afzonderlijke onderdelen.

En dat is wat u in dit artikel te wachten staat:

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.

Grafische aanbiedingen

Opbouw van een fotovoltaïsch systeem – alle onderdelen in één oogopslag

Structuur van een fotovoltaïsch systeem

De PV-modules

Fotovoltaïsche modules zijn het belangrijkste onderdeel van elk fotovoltaïsch systeem. Zij bestaan uit verschillende Zonnecellenop basis van het halfgeleidermateriaal silicium. Er wordt onderscheid gemaakt tussen monokristallijne en polykristallijne cellen en dunne-filmcellen. Verder zijn er organische en amorfe zonnecellen. Deze twee typen worden echter niet veel gebruikt.

Structuur van een zonnemodule

Een conventioneel zonnepaneel heeft gewoonlijk een afmeting van 1700 mm x 1000 mmwat overeenkomt met 1,7 vierkante meter. Deze bevat 60 afzonderlijke zonnecellen of 120 halve cellen. Het vermogen van moderne modules is ongeveer 350 Wp (wattpiek).

Zonnemodules worden in lagen opgebouwd. Een moduleframe van aluminium zorgt ervoor dat alle lagen zijn ingesloten. De toplaag is meestal van glas of soms van kunststof. Dit beschermt de siliciumcellen tegen milieu-invloedenmaar laat toch de zonnestralen door. Onder het glas zit een beschermende laag kunststof, meestal EVA (ethyleenvinylacetaathars). De zonnecellen zitten in deze beschermende laag.

De EVA-beschermingslaag wordt ook onder de zonnecellen geplaatst. Daaronder komt ofwel een tweede glaslaag of een plastic film. De laatste laag is de backsheet. Dit beschermt ook tegen milieu-invloeden, vooral vocht. Aan de achterkant of onderkant van de PV-module bevindt zich de aansluitdoos. Hiermee worden de afzonderlijke zonnepanelen met elkaar verbonden.

Structuur van een zonnemodule

Structuur van een zonnecel

Een zonnecel is opgebouwd uit lagen, net als een volledige module. Het belangrijkste bestanddeel is het halfgeleidermateriaal silicium. (kwartszand). Silicium heeft een verhoogd geleidingsvermogen bij toevoeging van warmte. Het wordt gezuiverd en krijgt zo zijn typische kristalstructuur. Er zijn altijd twee siliciumlagen nodig. Daartussen bevindt zich een grenslaag voor elektronenbeweging. Dit vormt een elektrisch veld.

Zodra de fotonen in het zonlicht het silicium raken, worden de elektronen aangeslagen. Om deze in verschillende richtingen te sturen, is de één siliciumlaag positief en één negatief. De positieve laag bevat fosfor, de negatieve borium. Elektrische stroom wordt opgewekt door de beweging van elektronen. Elke laag heeft zijn eigen metalen contact waardoor de gelijkstroom wordt afgevoerd.

Structuur van een standaard zonnecel

De omvormer

Aangezien de elektrische stroom in gelijkspanning niet op deze manier kan worden gebruikt, is een omvormer nodig. Omvormers worden ook AC/AC-omvormers genoemd omdat de
Omvormer zet gelijkstroom om in wisselstroom.

AC is de afkorting van Alternating Current (wisselstroom). DC staat voor Direct Current.

De omzetting van gelijkstroom in wisselstroom is technisch zeer ingewikkeld, maar uiterst snel. Een omvormer moet altijd afgestemd op de grootte van het fotovoltaïsche systeem zijn. In het verleden werden omvormers vaak te klein gedimensioneerd om geld te besparen. Tegenwoordig moet het nominale vermogen van de omvormer ongeveer gelijk zijn aan het totale vermogen van de modules. Aangezien het vermogen niet altijd hetzelfde is, is 90% tot 120% van het vermogen van de modules zinvol.

Een onderdeel van de omvormer zijn de MPP-trackers. MPP staat voor Maximum Power Point, waarbij het PV-systeem zijn hoogste vermogen bereikt. MPP trackers controleren voortdurend het vermogen van het zonnestelsel. Zij beïnvloeden ook de belastingsweerstand door de stroom en de spanning aan te passen. Dit zorgt ervoor dat het zonnesysteem altijd dicht bij zijn maximale vermogenspunt werkt.

Moderne zonnesystemen hebben altijd meerdere MPP trackers.. Dat komt omdat bijvoorbeeld schaduw op een deel van de module een negatief effect heeft op de hele modulestring. Eén tracker detecteert de lage opbrengst op het beschaduwde deel en zet het hele systeem laag. Meerdere trackers daarentegen kunnen de modules verschillend instellen en zo het rendement maximaliseren.

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.

Grafische aanbiedingen

Zonnekabel

Er zijn twee kabels in elk zonnepaneel. Eén kabel om de positieve elektronen te geleiden en één om de negatieve elektronen te geleiden. De Zonnekabels verbinden de modules met elkaar. Een positieve kabel is altijd verbonden met een negatieve kabel. De interconnectie van verschillende modules wordt een string genoemd. Aan het begin en aan het einde van de string worden de zonnekabels verlengd en naar de aansluitruimte naar de omvormer geleid. Het valt op dat de DC-kabels veel dunner zijn dan de AC-kabels.

De zonnekabels worden door een lege buis of kabelgoot geleid. Fotovoltaïsche modules hebben gewoonlijk een inkeping in het frame waardoor de kabels kunnen worden getrokken voordat zij in de kabelgoot worden gevoerd. Het is namelijk zeer belangrijk dat de kabels niet op het dak rusten. Dit is brandgevaarlijk en kan ook leiden tot vochtschade.

Onderbouw

Afhankelijk van het soort dak en de keuze van de installatie zijn er verschillende onderconstructies. Voor een schuin dak is er montage op het dak en montage op het dak. Bij dakmontage worden de zonnepanelen rechtstreeks in de dakbekleding geïntegreerd. Zo vervangen ze de dakbedekking. Bij een fotovoltaïsch systeem op het dak worden de modules op het bestaande dak geplaatst. Er blijft een kleine opening tussen de modules en de dakbedekking.

Montage op het dak is het meest gebruikelijke type montage voor eengezinswoningen en appartementsgebouwen. De de onderbouw moet een zeer hoge belasting dragen en ook bestand tegen de wind. Hiervoor is het verankerd in de dakbalken. Dit gebeurt met zogenaamde dakhaken. De dakhaken worden in de dakbalken geschroefd met ten minste twee lange roestvrijstalen schroeven (80 – 120 mm).

De aluminium rails met bevestigingsclips worden aan de dakhaken bevestigd. Daarin worden de zonnepanelen geklemd. De Aluminium rails worden meestal achter elkaar gelegd.. Het is echter ook mogelijk ze in een kruispatroon te leggen.

De onderconstructie voor een dakinstallatie

Met een Plat dak dakhaken worden ook in de balken geschroefd, of anders wordt de onderconstructie bevestigd met Gewichten. Om de modules beter op de zon te richten, worden ze verhoogd met een frame en vervolgens met klemmen vastgezet.

De zonnemeter, de verbruiksmeter en de terugleveringsmeter

Fotovoltaïsche systemen hebben gewoonlijk twee afzonderlijke elektriciteitsmeters. De zonnestroommeter geeft aan hoeveel elektriciteit het PV-systeem heeft geproduceerd. De Teruglevermeter geeft aan hoeveel elektriciteit aan het openbare net wordt geleverd. En de Verbruiksmeter geeft aan hoeveel elektriciteit in het huishouden zelf wordt verbruikt. Bij moderne fotovoltaïsche systemen worden verbruiksmeters en teruglevermeters vaak in één meter gecombineerd. Het wordt daarom ook wel Bidirectionele meter genaamd

Het energiebeheer

Een energiemanager of energiebeheersysteem is een Controle- en bewakingseenheid. De taken omvatten:

  • Een overzicht hebben van de opgewekte elektriciteit
  • om de energiestromen te controleren
  • om het elektriciteitsverbruik van huishoudelijke apparaten bij te houden
  • de elektriciteitskosten te verlagen door efficiënter gebruik te maken van zonne-energie

Energiemanagers werken als Smart Home Systemen. Elektronische apparaten en stopcontacten zijn uitgerust met software of apps zodat ze kunnen worden bestuurd. De energiemanager zelf kan dan eenvoudig vanaf een tablet of smartphone worden bediend.

De elektriciteitsopslag

Elektriciteitsopslagunits zijn optioneel voor uw eigen fotovoltaïsche systeem. Zij slaan de zonnestroom op zodat deze op een later tijdstip of ’s nachts kan worden verbruikt. Hiervoor worden lithium-ion batterijen gebruikt. Met een Geheugen verhoogd men verhoogt de Eigen verbruik van zonnestroom van ongeveer 30% tot wel 70%. De zonne-energie wordt opgeslagen in de vorm van gelijkstroom. Dit betekent dat de batterijopslag vóór de omvormer wordt aangesloten.

De energiemeter

Een energiemeter hoort altijd bij een elektriciteitsopslagsysteem. De nieuwe energiemeter of ook wel slimme meters genoemdzijn digitale elektriciteitsmeters en energiemanagers in één. Zij vervangen de verschillende analoge elektriciteitsmeters. Je hebt dus maar één apparaat nodig. De slimme meter stuurt ook verschillende apparaten in het huishouden aan. Zo kan de eigen zonne-energie efficiënter worden gebruikt.

De energiemeter regelt de stroom van elektriciteit

  • In de elektriciteitsopslag
  • Van de energieopslag
  • Levering aan het openbare net
  • De terugtrekking uit het net

Om nog efficiënter te zijn en de stroom beter te controleren, werkt de Energiemeter ook met weersvoorspellingen. Op die manier kan op elk moment optimaal worden gepland en geregeld waar de elektriciteit naartoe moet.

De Wallbox

Fotovoltaïsche systemen in combinatie met e-auto’s worden steeds populairder. Het duurt echter lang om de elektrische auto op te laden via het conventionele stopcontact. Daarom bestaan er zogenaamde wallboxes.

Een wallbox laadt veel sneller op en gebruikt alleen de energie die daadwerkelijk beschikbaar is. Dit betekent dat als het PV-systeem een overschot aan elektriciteit produceert, dit niet onmiddellijk aan het net wordt geleverd, maar in de wallbox. Een wallbox verhoogt dus het eigenverbruik, dat is zeer goed voor de economische efficiëntie van het PV-systeem. is.

Conclusie

De constructie van fotovoltaïsche panelen is vrij eenvoudig. Men moet PV-modules voor elektriciteitsproductie en een geschikte onderbouw voor montage op het desbetreffende dak. Aangezien fotovoltaïsche systemen gelijkstroom produceren, hebt u ook een Omvormerdie de stroom omzet. Elektriciteitsmeter en verbruiks- en referentiemeter op zonne-energie zijn ook verplichte onderdelen voor de netbeheerder.

Andere optionele componenten zijn een elektriciteitsopslagsysteem, een wallbox om het zelfverbruik en de onafhankelijkheid van het net te vergroten, en een energiebeheersysteem voor een efficiënt gebruik van de eigen elektriciteit.

De verschillende onderdelen zijn verkrijgbaar in verschillende vermogens en afmetingen, als een PV-systeem altijd op de individueel energieverbruik van het huishouden moet worden ontworpen. U kunt het beste advies inwinnen bij een gespecialiseerd bedrijf. Als u het volgende formulier invult, brengen wij u gratis in contact met gekwalificeerde zonne-installateurs uit uw regio.