Zonnepanelen

  • Berichtcategorie:Techniek
  • Leestijd:3 minuten gelezen

Een zonnepaneel is een apparaat dat een deel van de zonnestraling omzet in thermische of elektrische energie, dankzij respectievelijk thermische of fotovoltaïsche zonnecollectoren.

Zonnepanelen

Soorten zonnepanelen

Er zijn drie soorten zonnepanelen:

  • thermische zonnepanelen, “thermische zonnecollectoren”, “zonnecollectoren” of onjuist “zonnecollectoren” genoemd, die de warmte van de zonnestraling opvangen en deze naar een warmteoverdrachtsvloeistof overbrengen. De krachtigste versie heet thermodynamische zonne-energiecentrale.
  • fotovoltaïsche zonnepanelen, ook wel “fotovoltaïsche modules” genoemd, of onjuist “zonnepanelen”, zetten zonnestraling om in elektriciteit. Het groeperen van veel zonnepanelen op één plek wordt een fotovoltaïsche zonne-energiecentrale genoemd.
  • hybride fotovoltaïsche panelen die de twee vorige technologieën combineren en zowel elektriciteit als warmte produceren, terwijl de efficiëntie van fotovoltaïsche zonnepanelen wordt verbeterd door oververhitting van de modules te voorkomen. Deze combinatie kan worden beschouwd als warmtekrachtkoppeling.

In alle drie de gevallen zijn de panelen meestal vlak, met een oppervlak van ongeveer 1 m2 om de installatie te vergemakkelijken en te optimaliseren. Zonnepanelen zijn de basiscomponenten van de meeste zonne-energiesystemen.

Winstgevendheid en rendement

De winstgevendheid van investeringen hangt af van verschillende parameters.

Thermische sensoren

Ze zijn winstgevend in zeer zonnige regio’s, zelfs op hoge breedtegraden (Noord-Frankrijk, België, Nederland, enz.).

Fotovoltaïsche zonnepanelen

Ze zijn kosteneffectiever in zeer zonnige regio’s, hoewel de warmte de prestaties van de collectoren beïnvloedt. Dit verklaart het enthousiasme van Zuid-Europese landen (Italië, Portugal, enz.), Zowel grote consumenten als grote potentiële producenten, voor de installatie van grote energiecentrales. Het rendement van fotovoltaïsche zonnepanelen wordt gedefinieerd als het deel van de zonnestraling dat wordt omgezet in elektriciteit. Het varieert van 6 tot 8% 2 voor panelen van amorf silicium tot 46% voor de meest efficiënte cellen die in het laboratorium zijn verkregen3. Het gemiddelde is momenteel 14,5%.

Om het potentieel van zonne-energie in te schatten, moet bekend zijn dat de energie die door de zon wordt uitgezonden en door de aarde binnen ongeveer een uur wordt ontvangen, als ze volledig zou worden teruggewonnen, zou voorzien in de energiebehoeften van de mensheid voor een jaar. In theorie zou een vierkant van 344 km brede zonnepanelen (120.000 km2) in alle elektriciteitsbehoeften van de wereld kunnen voorzien, waarbij het rendement van een fotovoltaïsche installatie wordt geschat op 15 tot 17% (in 2007 in Europa), d.w.z. 160 kWh / jaar / m2 (of 160 GWh / jaar / km2) met een geschatte wereldwijde behoefte van 19.000 TWh (2006-cijfer; 16.000 TWh in 2004).

Invalshoek van de zon

Uit de vergelijking van tijd, dag van het jaar en breedtegraad van de locatie van de zonnecollector, is het mogelijk om de hoogte en het azimut van de zon te berekenen met sferische trigonometrie. Zodra de hoogte en het azimut bekend zijn, is het mogelijk om de invalshoek van de zon op de vlakke sensor te berekenen.