Hoe worden fotovoltaïsche cellen genereerd met elektriciteit?

Voordat u een onbekend stukje technologie op uw dak installeert, is het belangrijk om op zijn minst de basisprincipes van de werking ervan te kennen. Een fotovoltaïsche cel (PV-cel), ook wel zonnecel genoemd, is een energieopwekkende technologie die zonne-energie omzet in bruikbare elektriciteit via een proces dat het fotovoltaïsch effect wordt genoemd. Wanneer er licht op een PV-cel schijnt, kan dat licht worden weerkaatst, geabsorbeerd of dwars door de cel heen gaan. De PV-cel bestaat uit halfgeleidermateriaal; het woord ‘semi’ betekent dat het elektriciteit beter kan geleiden dan een isolator, maar niet zo goed als een goede geleider als een metaal. Er worden verschillende halfgeleidermaterialen gebruikt in PV-cellen.

Nu vraagt u zich misschien af: wat is het verschil tussen zonnepanelen en zonnecellen? En waar zijn zonnepanelen van gemaakt? Het onderscheid is vrij eenvoudig. Zonnepanelen bestaan uit meerdere zonnecellen. Zonnecellen fungeren als een soort bouwstenen van zonnepanelen en spelen een belangrijke rol in het fotovoltaïsche effect.

Nu u weet wat fotovoltaïsche cellen zijn, gaan we eens kijken hoe ze werken. Wanneer de halfgeleider aan licht wordt blootgesteld, absorbeert deze de energie van het licht en draagt deze over aan elektronen, de negatief geladen deeltjes in het materiaal. Deze extra energie zorgt ervoor dat de deeltjes als een elektrische stroom door het materiaal kunnen stromen. De beweging van elektronen, die een negatieve lading dragen, naar het vooroppervlak van de fotovoltaïsche cel, zorgt voor een onevenwicht in de elektrische lading tussen de voor- en achterkant van de cel. Deze onbalans creëert een spanningspotentiaal dat lijkt op de negatieve en positieve polen van een batterij. De elektrische geleiders in de cel absorberen deze elektronen. Wanneer de geleiders in een elektrisch circuit worden aangesloten op een externe belasting, bijvoorbeeld een batterij, stroomt er elektriciteit door het circuit.
Een belangrijk kenmerk van PV-halfgeleiders is de afstand tussen de valentieband van elektronen en de geleidingsband. Deze afstand geeft aan welke golflengtes van licht het materiaal kan absorberen en omzetten in elektrische energie. Als de bandgap van de halfgeleider overeenkomt met de golflengte van het licht dat op de PV-cel schijnt, kan die cel alle beschikbare energie efficiënt gebruiken.

Wat zijn de belangrijkste voordelen van zonne-energie? Zonne-energie is duurzaam, hernieuwbaar en, omdat de bron de zon is, erg moeilijk uit te putten. Omdat de kosten voor het opwekken van elektriciteit met behulp van zonne-energie elk jaar dalen, stappen steeds meer huiseigenaren over op zonne-energie. Inmiddels zijn er meer dan een miljoen zonne-installaties in het hele land. Hieronder vindt u nog meer voordelen van de overstap naar zonne-energie.

Een zonne-energiesysteem biedt een kans voor iedereen die op zoek is naar een manier om de maandelijkse energierekening te verlagen en een investering op de lange termijn te doen met een laag risico. Financieel rendement en lagere maandelijkse energierekeningen zijn belangrijke redenen om over te stappen op zonne-energie. De exacte besparing die u met zonne-energie zult zien, is afhankelijk van het volgende:

• Grootte van het zonne-energiesysteem
• Of u uw systeem koopt of leaset
• Energieverbruik
• Het aantal uren zonlicht per dag
• Grootte en hellingshoek van het dak
• Lokale elektriciteitsprijzen.

Het lijkt misschien voor de hand liggend, maar het feit dat elk gebied op aarde in meer of mindere mate zonlicht krijgt, biedt een dubbel voordeel. Allereerst is zonlicht een energiebron die overal op de planeet gebruikt kan worden en zelfs op plekken terechtkomt waar geen infrastructuur of verbindingen zijn. Daarom is de zon in geïsoleerde, landelijke gebieden, op afgelegen of moeilijk bereikbare plaatsen, altijd een optie. Bovendien kan zonne-energie dankzij de beschikbaarheid van zonlicht door individuele huishoudens worden gebruikt, zonder dat ze afhankelijk zijn van andere huishoudens. Dit is echter heel moeilijk te implementeren bij andere bronnen van hernieuwbare energie, zoals wind. Zodra zonne-energie in elektriciteit wordt omgezet, is het heel eenvoudig te transporteren. Dat betekent dat er enorme hoeveelheden elektriciteit kunnen worden opgewekt in grote zonneparken, wellicht in de gebieden op aarde met de meeste zonlichtinval, zoals de evenaarsgordel.

Zonne-energie wekt vooral overdag energie op, maar dankzij grotere, efficiëntere en betrouwbaardere opslagsystemen (batterijen) kan de energie worden opgeslagen en later worden gebruikt, wanneer de zon niet meer schijnt. Hoewel er verschillen tussen landen kunnen zijn, kan zonne-energie, vooral als er gebruik wordt gemaakt van fotovoltaïsche technologie, rechtstreeks aan het elektriciteitsnet worden geleverd. Dit creëert een mogelijkheid voor energiegemeenschappen en geeft particulieren en bedrijven de mogelijkheid om de overtollige energie die zij produceren, op de markt te brengen. Zo wordt gegarandeerd dat de energie niet verloren gaat en de burger toch geld bespaart.

Het zonnepaneel verliest het meest aan waarde in het eerste jaar van gebruik. Dit betekent dat de levensduur van het paneel in het eerste jaar met 10% afneemt. Elk jaar daalt het echter naar 0,4% per jaar. Veel bedrijven, waaronder LEDVANCE, kunnen dan ook een gegarandeerde gebruiksduur van 15 tot 20 jaar op de panelen garanderen. Wat betreft onderhoud hoeven de panelen minder vaak schoongemaakt te worden, een kleine schrobbeurt is voldoende. Omdat ze ongeveer 20 jaar meegaan, is de kans groot dat ze in de toekomst door een volgende generatie weer in huis worden vervangen.

Nu u weet wat fotovoltaïsche cellen zijn, waaruit ze bestaan en welke rol ze spelen in het fotovoltaïsche proces, bent u een stap dichter bij de installatie van panelen. Wij hopen dat we u voldoende informatie hebben gegeven. Mocht u toch nog meer willen weten, neem dan gerust contact met ons op of kijk in onze FAQ-sectie.