Wat zijn zonnecellen?

Wat zijn zonnecellen?

Wat zijn zonnecellen?

Wat zijn zonnecellen?

Zonnepanelen zijn meestal opgebouwd uit meerdere zonnecellen. De zonnecellen zijn dus de kleinere vierkantjes die je op het zonnepaneel kunt zien. Soms hebben zonnecellen schuin afgesneden hoekjes, zoals in dit plaatje: dan gaat het om monokristallijne zonnecellen. Zonnecellen die helemaal vierkant zijn, zijn polykristallijne zonnecellen.

zonnecel                                            zonnecellen in zonnepaneel

 

De zonnecellen in een zonnepaneel zijn allemaal aan elkaar doorverbonden. De verbinding gaat meestal over de lengte van het paneel één kant op en dan weer langs de volgende rij naar beneden. Op die manier zijn alle zonnecellen in serie geschakeld.

Zonnecellen zijn meestal gemaakt van kristallen van silicium, die in flinterdunne laagjes worden gesneden. Ze zijn minder dan een millimeter dik. Hierdoor zouden ze gemakkelijk kunnen breken, ware het niet dat ze stevig ingepakt zitten op het zonnepaneel: aan de voorkant achter een laag stevig glas en aan de achterkant meestal op een stevige achterplaat (maar soms ook op glas, in het geval van een zogenaamde glas-glas zonnepaneel).

Kwaliteit

Ook bij zonnecellen bestaan er verschillen in kwaliteit. Standaard zonnepanelen worden opgebouwd met standaard-kwaliteit zonnecellen: Het overgrote merendeel van deze zonnecellen wordt in China geproduceerd. Soms worden de zonnepanelen in andere landen in elkaar gezet, maar komen de losse onderdelen zoals de zonnecellen, nog wel uit China.

maxeon zonnecel

 

Er bestaan ook zonnecellen van hogere kwaliteit, zoals de zogenaamde ‘Maxeon’ zonnecellen van SunPower. Deze hebben een dikke stevige koperen bodem en zijn daardoor nog minder kwetsbaar dan conventionele zonnecellen. Ook de elektrische verbinding tussen de zonnecellen is bij deze zonnecellen robuuster, en zal daardoor minder snel breken. De fabrikant is dermate zeker van de hogere kwaliteit van deze zonnecellen, dat ze een productgarantie van 25 jaar voor de zonnepanelen afgeven.

 

Rendement

Het rendement van zonnecellen geeft aan hoeveel van de energie van de zon wordt omgezet in elektriciteit. Het rendement van zonnecellen is een aantal jaar geleden flink toegenomen, tot zo’n 18-20%. Dat betekent dat 18 tot 20% van de stralingsenergie van de zon in bruikbare stroom wordt veranderd. Er worden tegenwoordig nog steeds kleine verbeteringen in het rendement van zonnecellen bereikt, maar daarbij gaat het nu nog maar om tienden van procenten. Grote doorbraken kunnen natuurlijk altijd nog komen, maar voordat een nieuw type zonnecel met hoger rendement op een zekere en betaalbare manier kan worden toegepast in een zonnepaneel, gaan er meestal vele jaren van onderzoek overheen.

Ook op het gebied van rendement zijn er verschillen tussen standaard zonnecellen en hoge kwaliteitscellen. Waar standaard zonnecellen niet boven de 20% rendement komen, hebben Maxeon cellen een hoger rendement, waardoor het rendement van het zonnepaneel als geheel zelfs boven de 22% uit kan komen; het hoogste rendement dat beschikbaar is voor een commercieel verkrijgbaar zonnepaneel. En SunPower blijft op dat gebied records verbreken.

Het aantal zonnecellen in een zonnepaneel

In de meeste zonnepanelen zitten 60 zonnecellen, verdeeld over 6 kolommen van 10 zonnecellen. Er bestaan ook zonnepanelen met 6 x 12 = 72 zonnecellen, en zonnepanelen zoals die van SunPower met 8 x 12 = 96 zonnecellen. Hoe meer zonnecellen er in een paneel zitten, des te meer vermogen kan eruit komen. Aangezien elke zonnecel een bepaalde spanning opwekt, en de zonnecellen allemaal in serie geschakeld zijn, hangt de totale spanning van een zonnepaneel af van het aantal zonnecellen dat erin zit.

Vanwege het hogere aantal zonnecellen hebben SunPower zonnepanelen een hogere spanning dan standaard zonnepanelen.

Wat gebeurt er als een zonnecel kapot gaat?

Als een zonnecel kapot gaat, kan hij geen stroom meer doorlaten. Hierdoor wordt de stroom door het zonnepaneel onderbroken. De stroom moet via by-pass diodes worden omgeleid, waardoor een gedeelte van het zonnepaneel niet meer ‘mee kan doen’. Een zonnecel kan kapot gaan door een schok (bijvoorbeeld van een steen die erop valt), of doordat hij langdurig een hotspot is geweest.

Individuele zonnecellen in een zonnepaneel kunnen  niet apart worden vervangen; als er een zonnecel kapot is, kan alleen vervanging van het gehele zonnepaneel leiden tot volledige reparatie.

SunPower heeft een interessant filmpje op Youtube over zonnecellen.

Kleuren van zonnecellen

rood zonnepaneel

 

Zonnecellen zijn in het algemeen blauw of zwart van kleur. De zwarte zonnecellen zijn meestal duurder dan de blauwe, maar worden vaak mooier gevonden. Uit esthetische overwegingen kiezen sommige klanten voor volledig zwarte zonnepanelen, bestaande uit een zwart frame, een zwarte ondergrond en zwarte zonnecellen. Tegenwoordig worden er ook wel zonnecellen met andere kleuren gemaakt, maar deze zijn niet algemeen verkrijgbaar en daarom ook nog veel duurder dan de blauwe of zwarte.