Elektrische Auto

Elektrische Auto

Binnenkort vindt u hier informatie over elektrische auto's.

Zonnepanelen

Zonnepanelen

Zonnepanelen (een zonnepaneel is een verzameling zonnecellen) werden tot voor kort bijna uitsluitend toegepast in de ruimtevaart. Met de ingevoerde subsidie op zonnepanelen zijn ze een behoorlijk stuk interessanter geworden voor het grote publiek. Dankzij deze subsidie en het verdwijnen van de eerdere vergunningplicht, kan een set zonnepanelen tegenwoordig ook in ons koude kikkerlandje rendabel zijn. Daarnaast helpt u, naast uw eigen portemonnee, ook het milieu een handje! De Nederlandse overheid streeft ernaar om in 2020 twintig procent van de energie op te laten wekken uit duurzame bronnen. Onze oosterburen zitten al op de goede weg; in 2006 werden in Duitsland maar liefst 100.000 nieuwe PV-systemen geplaatst! Niet alleen het milieu, maar ook de Duitse economie profiteert: maarliefst 35.000 mensen hebben hun werk gevonden in de zonne-industrie.
Zonnepanelen in Nederland?

Zonnepanelen op een huis

Jazeker! U verwacht het misschien niet, maar de zon aan de Franse rivièra levert maar anderhalf keer meer energie dan diezelfde zon in Nederland. En dat terwijl het in Frankrijk veel vaker zonnig en warm is. Dit komt omdat zonnepanelen ook werken als het bewolkt is, zij het met een stuk lagere opbrengst. Wolken houden slechts een deel van het zonlicht tegenl de rest wordt verspreid. Was dit niet het geval, dan zou het bij bewolking donker zijn als de nacht!

Als alles naar behoren is afgesteld, kan een 500Wp zonnepaneel in Nederland per jaar zo'n 400 kWh aan electriciteit opwekken. Dat staat gelijk aan een besparing van ongeveer 95 euro. De opbrengst is echter wel afhankelijk van een groot aantal factoren, zoals plaats, hellingshoek en oppervlak. Qua plaats kunt u een paneel het beste op een zuidhellend dak plaatsen. Voorwaarde voor een optimale opbrengst is dan wel, dat de hellingshoek van het dak tussen de twintig en zestig graden is. Ondanks dat de perfecte hellingshoek in Nederland 35 graden is, heeft dit hellingbereik een opbrengst van slechts 5% lager. Heeft u bijvoorbeeld een plat dak, dan kan een zonnepaneel op een kantelbaar armatuur gemonteerd worden. Voldoende helling heeft tevens als voordeel dat de panelen bij regen goed schoongespoeld kunnen worden (denk aan vogelpoep en stof). Andere factoren waarvan de opbrengst afhankelijk is, zijn:

Schakeling: zijn de panelen parallel of serieel geschakeld?

Rendement van zonnepanelen: verschillende panelen hebben een verschillend rendement.

Systeem: bij een losstaand systeem speelt de grootte van de accu / batterij (zie opslag van zonne-energie) een rol. Is deze vol, dan werkt het paneel voor niets. Het verdient aanbeveling zonnecellen op het net aan te sluiten: als er stroom 'over' is, zal de energiemeter teruglopen!

Zoninstraling: Uiteraard geeft een zonnig jaar een hogere opbrengst. Neemt niet weg dat een paneel ook werkt bij bewolking.

Omvormer: het verdient aanbeveling de omvormer nabij het PV-systeem te plaatsen. Op deze manier verliest u minder energie.

Ventilatie: zorg voor voldoende ventilatie rondom de panelen. Een hogere temperatuur van het systeem geeft een lager rendement.

Zijwaartse hellingshoek: Een helling van 5 graden ten westen van het zuiden is het beste. Binnen het bereik zuidoost-zuidwest is er slechts 5% verschil in rendement.

Onderhoudstoestand: een zonnepaneel vergt weinig onderhoud, maar het kan geen kwaad de panelen eens per jaar te reinigen. Met name als u nabij het spoor, de snelweg of zware industrie woont kan dit de moeite lonen.

Het maximale vermogen dat een zonnepaneel bij standaardcondities kan leveren (instraling: 1000 W/m2, temperatuur: 25°, luchtmassa: 1.5) wordt de zogenaamde Wattpiek (Wp) genoemd. Een zonnepaneel van 100Wp kost ongeveer €600 en levert op jaarbasis in Nederland zo'n 80kWh. Met een energieprijs van €0,20 per kWh bespaart u dus zo'n €16 op jaarbasis. Dit is exclusief de subsidie van €0,33 per kWh! Tellen we deze erbij, dan bespaart u €42 per jaar. Het paneel verdient zichzelf dus in een jaar of 12 terug. Het maken van een zonnepaneel kost uiteraard ook energie, maar deze energie heeft u in 2,5 jaar al 'ongedaan' gemaakt. Gaat u voor groot (en duur), dan mag u maximaal voor 3000 kWh aan het net 'terugverkopen'. Bij meer rekent het energiebedrijf onderhoudskosten van het electriciteitsnet en krijgt u dus minder per kWh. Is uw zonnepaneel aan het eind van zijn leven (let wel: zonnepanelen gaan tot wel 25 jaar mee), dan kunt u hem aanbieden als elektronisch afval. Er wordt gewerkt aan een Europees recycling-systeem.

Soorten PV-systemen

U koopt een zonnepaneel nagenoeg nooit alleen; de stroom die ervan afkomstig is, is niet zomaar te gebruiken voor iedere toepassing. Daarnaast zal u voor de meeste toepassingen meer dan één zonnepaneel willen schakelen. Bedrijven bieden daarom naast losse modules ook zogenaamde PV-systemen aan. Dit zijn complete systemen, waarin de gehele weg van zonlicht tot apparaat verzorgd wordt. Het woord 'PV-systeem' is eigenlijk een samentrekking tussen Nederlands en Engels. Het PV is immers afkomstig van het Engelse 'Photo Voltaic', wat in het Nederlands fotovoltaïsch betekent. De PV-systemen zijn eigenlijk in twee hoofdsoorten onder te verdelen:

Netgekoppelde PV-systemen: veruit de meeste Nederlandse huishoudens zullen kiezen voor een netgekoppeld systeem dat de niet-verbruikte stroom terugverkoopt aan het elektriciteitsbedrijf. Een dergelijk compleet systeem bevat een set zonnepanelen (meestal rond de 1000Wp), een omvormer en montagemateriaal. Zie de pagina installatie van zonnepanelen voor meer informatie over de installatie van een dergelijk systeem.

Losstaande PV-systemen: de kans is aanwezig dat u, zonder dat u het zich realiseert, al een losstaand PV-systeem heeft. Het zonnecelletje op een rekenmachine bijvoorbeeld mag beschouwd worden als een losstaande PV-eenheid. Er zijn naast dit rekenmachientje wel degelijk losstaande systemen die ook moeite waard zijn. Deze systemen zijn vaak gespecaliseerd in een enkele taak en zullen meestal dan ook een relatief laag vermogen hebben. Denk aan het onderhouden van de accu of het voeden van de laptop.

Kosten zonnepanelen

De kosten van een PV-systeem zijn afhankelijk van het type zonnecellen dat gebruikt wordt. Is het systeem gebaseerd op monokristallijn silicium, dan kunt u rekening houden met zo'n €9 tot €7 per Wp. Hiervoor geldt over het algemeen dat voor grotere panelen de prijs per Wp afneemt. Voor polykristallijne panelen betaalt u ongeveer €5 tot €6 per Wp. Voor een een set panelen van 600Wp bent u dus, afhankelijk van het type zonnecel, tussen de €3000 en €5400 kwijt. Polykristallijne cellen zijn dus goedkoper, maar houdt u er wel rekening mee dat zij een grotere oppervlakte nodig hebben per Wp. Naast de panelen zelf, dient u ook voor een omvormer te zorgen en montagemateriaal. Wilt u maximaal voordeel en gemak, dan zijn vaak bij diverse handelaren complete pakketten te koop. U betaalt dan voor een stekkerklare installatie ongeveer €5,50 per Wp, wat neerkomt op €3300 voor een installatie van 600Wp.

Is zonne-energie dé oplossing?

Zonne-energie is een veelbelovende vorm van energie die met het voortschrijden van de techniek steeds interessanter wordt. Met de huidige stand van de techniek is zonne-energie alleen echter niet de oplossing van het wereldwijde energieprobleem. Een berekening: de totale mensheid gebruikte in 2005 zo'n 14 TW (TeraWatt, een biljoen watt) aan energie, terwijl de zon 170.000 TW aan energie levert. We moeten dus 0,00008% van deze binnenkomende energie benutten om in de wereldwijde energiebehoefte te kunnen voorzien. Dit lijkt weinig, maar er vanuit gaande dat de omstandigheden overaal ideaal zijn (wat dus absoluut niet het geval is!), staat dit gelijk aan een oppervlak van ongeveer 140 miljard m2 aan 100Wp-zonnepanelen. Dit betekent dat we 0,001% (één-duizendste deel) van het landoppervlak van de aarde zouden moeten bebouwen met zonnepanelen: volstrekt onhaalbaar! Zonne-energie alleen is dus niet het antwoord, maar het kan wel degelijk substantieel bijdragen aan de oplossing van het energie-probleem. Ook u kunt daar een rol in spelen. Meer weten over zonne-energie? Zie het artikel zonne-energie: drie dingen die u moet weten.

Bron: www.zonnepanelen-info.nl

Zonnecellen

Zonnecellen

De eerste zonnecellen werden in 1883 ontwikkeld door Charles Fritts door lagen van het materiaal selenium te bedekken met een dunne laag goud. Deze cel had een rendement van slechts 1% en was dan ook meer een 'proof of concept'. De eerste 'moderne' silicium-cel werd in 1941 ontwikkeld door Russell Ohl. De eerste kristallijne silicium-panelen werden in 1954 gefabriceerd, met een rendement van 4%. Met name voor de ruimtevaart waren deze interessant, omdat voor aardse toepassingen het rendement simpelweg te laag was. In de jaren daarop werd het rendement verbeterd tot zo'n 6%. De gemiddelde commerciële zonnecel tegenwoordig haalt een rendement van ruwweg 14%.

Een zonnepaneel is in feite een verzameling van een groot aantal zonnecellen. Een zonnecel wordt met een moeilijk woord ook wel fotovoltaïsche cel (afgekort PV-systeem, van het engelse photovoltaic cell) genoemd. De meeste zonnecellen zijn gemaakt van een laag van het materiaal silicium. Om van dit silicium een halfgeleider te maken, wordt er aan de bovenkant een laagje fosfor toegevoegd en aan de onderkant een laag borium (zie de pagina halfgeleiders voor meer uitleg). Het geheel wordt ter bescherming tussen twee glasplaten geplaatst. Zodra er licht schijnt op een zonnepaneel, worden er onder invloed van deze straling elektronen 'losgeweekt' uit de bovenkant van het paneel; er ontstaat een vrij elektron met een bijbehorend gat. Omdat het materiaal van een zonnecel halfgeleidend is, kunnen de elektronen van zowel het P-type materiaal als het N-type materiaal maar één kant op; er gaat door het spanningsverschil tussen boven- en onderkant een stroom lopen. Aangezien de spanning over de zonnecel erg laag is (slechts een halve volt), zal er een omvormer (transformator) geplaatst moeten worden. Deze zorgt ervoor dat de spanning van een serie zonnepanelen (rond de 24V gelijkstroom) wordt omgezet in een wisselstroom van 230V.

Een ander type zonnecellen zijn de zogenaamde dunne film zonnecellen. Deze cellen zijn, zoals de naam al aangeeft, significant (100 tot 200 keer) dunner dan hun kristallijne tegenhangers. De cellen zijn flexibel en hebben een zeer laag gewicht, waardoor ze makkelijk toepasbaar zijn op diverse oppervlakken. Het rendement van dunne film zonnecellen is een stuk lager (zo'n 6%) en het productieproces is erg complex, maar de benodigde hoeveelheid grondstof (kristallijn silicium) is zeer laag. Hierdoor zijn de cellen per oppervlakte-eenheid goedkoper dan kristallijne cellen. Deze lagere prijs weegt echter niet op tegen het rendementsverlies, waardoor je met een dunne film cel niet of nauwelijks beter uit bent.

Voor zonnecellen zijn er drie soorten silicium beschikbaar: monokristallijn silicium, polykristallijn silicium en amorf silicium. Monokristallijn silicium wordt middels het zogenaamde Czochralsi-proces verkregen: er wordt een staaf in een vat gesmolten silicium gestoken. Het resultaat zijn ronde plakken die feitelijk uit één siliciumkristal bestaan. Deze cellen behalen het hoogste rendement, maar zijn relatief duur. Polykristallijn silicium wordt verkregen door vloeibaar silicium in een vierkantsvorm te gieten. Er zullen met het afkoelen diverse siliciumkristallen groeien, die niet allemaal naadloos op elkaar aansluiten. Deze vorm is goedkoper, maar levert dan ook een lager rendement. De laatste vorm, amorf silicium, bevat helemaal geen kristallen. Dit materiaal wordt meestal toegepast in de zeer dunne thin-film zonnepanelen. Dit materiaal is het goedkoopst te verkrijgen, maar geeft tevens de minst rendabele cellen.

Er zijn tevens andere materialen beschikbaar, maar deze zijn te duur om op grote schaal toegepast te worden. Deze technieken halen vaak hoge rendementen, maar vinden vanwege hun prijs hun toepassing meestal in de ruimtevaart. Het hoogst behaalde rendement tot nu toe (rond de 40%) behoort toe aan een door Spectrolab (deel van Boeing) ontwikkelde zonnecel. De cel maakt gebruik van spiegels en lenzen om de intensiteit van het invallende licht te hogen. Daarnaast wordt er gebruik gemaakt van verschillende lagen materiaal (het zogenaamde multi-junction principe) om meer golflengten te benutten. De materialen die voor de subcellen gebruikt worden, zijn Galliumindiumfosforide, Galliumindiumarsenide en Germanium.

Een nieuwe en zeer veelbelovende techniek zijn de zogenaamde organische zonnecellen. Deze cellen werken volgens een minder rendabel principe, maar zijn dusdanig goedkoop te fabriceren en flexibel in toepassing dat de wetenschap zich er compleet op gestort heeft. Het rendement verhogen

Het hoogste rendement is te halen met zonnecellen die als een soort zeef opereren. Deze cellen bestaan uit diverse lagen van verschillend materiaal, die elk een deel van het zonlicht omzetten in elektriciteit. Verschillende materialen hebben immers verschillende energietoestanden en absorberen dus verschillende golflengtes. Op deze manier wordt dus een groter deel van het zonlicht benut (geabsorbeerd), in plaats van teruggekaatst. Een variant op deze techniek maakt gebruik van een prisma om het licht te splitsen voordat het het paneel bereikt. Elke lichtsoort valt op een ander type zonnecel, zodat ook hier een groter gedeelte van het zonlicht benut wordt. Met deze technieken kunnen zonnecellen met een rendement van maarliefst 40% worden gerealiseerd. Panelen gebaseerd hierop zijn echter zo duur, dat ze nog niet interessant zijn voor dagelijkse toepassingen.

Een andere, goedkopere, methode om het rendement van de zonnepanelen te verhogen, is het bundelen van zonlicht door optische instrumenten (lenzen, spiegels). Gebundeld licht is immers sterker en kan dus in principe meer elektronen 'losweken' uit het paneel. Door de zonnecellen in het brandpunt van het optische systeem te plaatsen, kan de opbrengst dus substantieel worden verhoogd. In Australië is men bezig met een centrale die de zon als het ware 'volgt' en het licht dus continu gefocust houdt op de panelen. Deze installatie moet zo'n 154 MW gaan leveren.

Bron: www.zonnepanelen-info.nl