Zonne Energie

De hoeveelheid zonne-energie die de aarde bereikt is enorm. In één uur onderschept de aarde een energiestroom die overeenkomt met het jaarlijkse wereldenergieverbruik. Nederland ontvangt jaarlijks een hoeveelheid zonne-energie die overeenkomt met ruim 500 maal ons jaarlijkse elektriciteitsverbruik en bijna 60 maal ons totale jaarlijkse energieverbruik. De hoeveelheid energie die een zonnepaneel hiervan produceert is afhankelijk van drie factoren: de oppervlakte van het paneel, het rendement van het paneel en de instraling van de zon.
Het proces waarmee een zonnecel licht omzet naar elektriciteit heet fotovoltaïsche omzetting: de omzetting van licht naar elektriciteit. Veelgebruikt is de afkorting "pv", dat stamt van het Engelse "photovoltaic". Het proces van fotovoltaïsche omzetting berust op het principe dat elektriciteit gaat stromen tussen twee niet identieke halfgeleiders als deze met elkaar in contact worden gebracht, en worden blootgesteld aan licht.


De meest gebruikte zonnecel is gemaakt van silicium. Silicium is een
halfgeleidermetaal dat op aarde in grote hoeveelheden voorkomt: de grondstof is zand. Het gebruikte silicium bestaat uit twee verschillende geprepareerde lagen. In de ene laag is een zeer kleine hoeveelheid fosfor aangebracht, in de andere laag een kleine hoeveelheid baron. Tussen deze twee lagen bevindt zich een scheidingslaag. Aan de voorzijde van de cel zijn dunne contactbanen aangebracht, aan de achterzijde van de cel een dun metalen laagje (meestal zilver of nikkel). Onder invloed van licht worden er elektronen in de zonnecel losgemaakt en ontstaat er een spanningsverschil tussen de "min" (voorcontact) en de "plus" (de achterzijde van de cel). Hierdoor gaat er een elektrische stroom lopen. Voor het op gang komen van het fotovoltaïsche proces is niet persé direct zonlicht nodig. Ook op een bewolkte dag levert een zonnecel elektriciteit.

De huidige zonnecellen worden vervaardigd uit silicium. Er zijn drie verschillende typen cellen te onderscheiden:
• Mono-kristallijne zonnecellen zijn gemaakt van silicium plakken, die uit een groot donkerblauw "monokristal" zijn gezaagd.
• Poly-kristallijne zonnecellen worden gegoten. Het rendement van deze cellen ligt over het algemeen iets lager dan dat van mono-kristallijne zonnecellen.
• Amorf silicium wordt niet zoals beide voorgaande kristallijnmaterialen uit een blok silicium gezaagd, maar wordt op een ondersteunend materiaal "opgedampt". Door het gebruik van relatief weinig silicium ligt de opbrengst lager dan bij de kristallijne panelen.

Opbrengst

Om een heldere uitspraak te kunnen doen over het vermogen van een zonnepaneel wordt gerekend met het piekvermogen van een paneel. Dit is het maximale elektrische vermogen dat een zonnepaneel bij een bepaalde zoninstraling, onder vastgestelde condities kan leveren. Het wordt uitgedrukt in Wattpiek (Wp). Er zijn zonnepanelen met allerlei vermogens, van 10 Wp tot ruim 200 Wp. In de zonnestroom almanak vindt u een overzicht van alle voor zonnestroom gebruikte maten en getallen.
In Nederland levert een autonoom zonnestroomsysteem van 4 m2 ongeveer 160 kilowattuur (kWh) per jaar.