Welke verschillende typen zonnepanelen zijn er en hoe onderscheid ik deze?

Met de talrijke zonnepaneelfabrikanten op de markt, is er een breed scala aan zonnepanelen beschikbaar, elk met hun eigen kenmerken op het gebied van efficiëntie, kosteneffectiviteit, esthetiek en duurzaamheid. In dit overzicht bespreken we wat een zonnepaneel is, de belangrijkste componenten, en de meest gangbare typen zonnepanelen en zonnecellen.

Wat is een PV paneel?

Een zonnepaneel, of fotovoltaïsch (PV) paneel, zet zonlicht om in elektriciteit. Dit is anders dan zonnecollectoren, die zonnewarmte omzetten in warm water. PV-panelen worden dus enkel gebruikt voor elektriciteitsproductie. Zonnepanelen die zowel warm water als elektriciteit produceren worden PVT-panelen genoemd.

Het rendement van zonnepanelen. Standaard Test Conditions (STC), Efficiency & Wattpiek (Wp)

Zonnepanelen worden gemaakt in alle soorten en maten en iedere fabrikant vindt zijn eigen zonnepanelen het beste maar hoe vergelijk je zonnepanelen onderling? Qua vermogen hebben we hier met de hele solar branche wereldwijd een standaard in afgesproken. We meten onder vastgestelde test omstandigheden (STC) de efficiency en het vermogen (Wattpiek) van een zonnepaneel. Deze standaard test condities (STC) zijn: Een instraling van 1000 Watt/m², waarvan het spectrum overeenkomt met het spectrum van zonlicht bij een luchtmassa van 1,5 en een cel temperatuur van 25°C.

Deze STC worden nagebootst tijdens een zogeheten flashtest welke ieder paneel ondergaat. Het vermogen dat gemeten wordt drukken we uit in Wattpiek. Net als een motor van een auto een x aantal pk's heeft om zijn vermogen uit te drukken, heeft een paneel een x aantal Wattpiek (Wp). Hoe meer Wattpiek, hoe meer elektriciteit dus wordt opgewekt bij gelijkblijvende omstandigheden. Naast het Wp vermogen kijken we ook steeds meer naar de efficiency van zonnepanelen. Deze zegt meer over hoeveel vermogen er geplaatst kan worden per m2 PV installatie. Zeker gezien de paneelmaten steeds meer variëren kan dit een relevant medium zijn om te bepalen hoe goed een zonnepaneel daadwerkelijk is.

Monokristallijn v.s. Polykristallijne zonnecellen

Er bestaan zonnepanelen in alle soorten en maten. Flexibel, in het raam verwerkt en zelfs in dakpannen. Maar meer dan 95% van de zonnepanelen zijn standaard zonnepanelen zoals iedereen die kent. Hoe worden deze zonnepanelen gemaakt? In de ‘standaard’ zonnepanelen zitten bijna altijd zonnecellen gemaakt van silicium. Silicium is één van de meest voorkomende elementen op aarde en zit met name in zand.

De zonnecellen van een zonnepaneel vormen de energiebron van het systeem. Zij zetten namelijk de energie in het licht om in elektrische energie. De cellen worden gemaakt van silicium. Het silicium wordt gezuiverd en gesmolten.

In de silicium zonnecellen zijn 2 soorten te onderscheiden. Polykristallijn en monokristallijn. Zoals de woorden het al aangeven gaat het om de kristallen in het silicium. Door de manier van het productieproces liggen de kristallen bij monokristallijn netjes in lijn met elkaar en bij polykristallijn kriskras door elkaar.

Polykristallijne zonnecellen

Om het verschil te snappen is het handig te weten hoe het verschil veroorzaakt wordt. Dit komt door het fabricageproces. Polykristallijn is het meest eenvoudig. Het silicium wordt gesmolten bij een temperatuur van 1500 graden en in bakken afgekoeld. Het silicium gaat bij het koelen natuurlijke kristallen vormen zoals we die bijvoorbeeld kennen van ijskristallen. Vervolgens worden een soort grote blokken silicium gemaakt van circa 15 bij 15 centimeter (tegenwoordig variëren de maten) en een meter lang. Uit de blokken worden de zonnecellen gezaagd die uiteindelijk in een zonnepaneel het werk moeten gaan doen.

Mono kristallijne zonnecellen

Mono kristallijne zonnecellen worden gemaakt volgens het Czochralski proces. Het silicium wordt gesmolten in een speciale oven. Wanneer het heet genoeg is, wordt er een speciaal stokje ingehangen. Op dit stokje zit een stukje silicium waarop het gesmolten silicium zich gaat hechten. Het silicium gaat een structuur vormen en groeien. Door het stokje langzaam draaiend uit het silicium bad te trekken ontstaat er een grote ronde staaf van silicium. Door het productieproces staan alle kristallen in dezelfde lijn en vormen homogeen geheel.

In tegenstelling tot poly zonnecellen worden mono cellen uit een ronde silicium staaf gezaagd. Om optimaal van de staaf gebruik te maken hebben fabrikanten het optimale oppervlak berekend. Dit komt erop neer dat van de ronde schijf 4 stukjes afgezaagd worden zodat er een vierkant overblijft met kleine ronde hoekjes. En dat is gelijk één van de punten waar de mono kristallijne cellen aan herkend kunnen worden.

De zonnecel heeft dan zijn vorm maar nog niet de mogelijkheid om energie te produceren. Hiervoor wordt deze eerst behandeld zodat er een positieve en negatieve laag op komt. Vervolgens worden er hele dunne lijntjes metaal op de zonnecellen geprint. Deze dunne lijntjes metaal zorgen voor de energie overdracht en deze worden weer aangesloten op dikkere metalen draden. De zonnecel heeft nu een positieve en negatieve kant. Onder invloed van het zonlicht gaat er een stroompje lopen en dit is de energie die we nodig hebben.

Wat is nu beter?

In de praktijk zien we tegenwoordig vooral mono kristallijne (mono) zonnecellen in zonnepanelen welke verkocht worden in de Nederlandse markt. Dit komt doordat mono zonnepanelen iets efficiënter zijn dan zonnepanelen met polykristallijne (poly) zonnecellen. Daarnaast hebben mono zonnecellen de eigenschap om een stuk donkerder van kleur te zijn (bijna zwart) waardoor deze vaak gekozen worden uit het esthetische oogpunt.

Het uiterlijk van een zonnepaneel, White Backsheet (WB) en Full Black (FB )

Het uiterlijk van zonnepanelen wordt vaak aangeduid met termen als White Backsheet (WB) en Full Black (FB). Full black panelen hebben een zwart frame, donkere cellen en een zwarte backsheet. White Backsheet panelen hebben een witte achterkant en een metaalkleurig of zwart frame, waardoor de celstructuur duidelijker zichtbaar is. WB panelen hebben vaak een iets hoger vermogen dan FB panelen.

Glas-folie- en glas-glas zonnepanelen

Glas-folie zonnepanelen bestaan uit zonnecellen tussen een laag glas aan de voorkant, EVA-folie en een kunststof backsheet aan de achterkant, allemaal verlijmd in een aluminium frame. Glas-glas panelen hebben glas aan beide zijden, wat extra bescherming en duurzaamheid biedt.

Glas folie zonnepaneel onderdelen.

Glas-folie zonnepanelen bestaan uit zonnecellen tussen een laag glas aan de voorkant, EVA-folie en een kunststof backsheet aan de achterkant, allemaal verlijmd in een aluminium frame. Glas-glas panelen hebben glas aan beide zijden, wat extra bescherming en duurzaamheid biedt.

Schaduwtolerantie en bypass diodes

Traditioneel bestaan zonnepanelen uit 60 in serie geschakelde zonnecellen, maar tegenwoordig zijn er ook varianten met halve of 1/3 cellen. Bij een standaardpaneel met 60 cellen worden deze verdeeld in drie zones van 20 cellen, met Schottky-diodes over elke zone. Als er iets misgaat (zoals een defecte cel of schaduw), valt slechts een deel van het paneel uit of presteert minder, in plaats van het hele paneel. Moderne zonnepanelen kunnen zelfs meerdere bypass diodes bevatten om de impact van schaduw of vervuiling verder te verminderen.

Hoe bepalen we welk zonnepaneel gekozen word?

Bij Sunneroo kiezen we voor duurzame panelen die ontworpen zijn om tientallen jaren mee te gaan, met bijbehorende garanties van de fabrikant. We selecteren merken waarvan we verwachten dat zij hun garantiebeloften kunnen nakomen. We zoeken voortdurend naar producten die duurzaamheid, vermogen, esthetiek en een redelijke prijs combineren. Anno 2020 zijn glas-glas panelen betaalbaar genoeg om ze als een logische keuze te beschouwen. Voor situaties waarin een kortere terugverdientijd gewenst is, gebruiken we echter nog steeds hoogwaardige glas-folie panelen.