Wikisage, de vrije encyclopedie van de tweede generatie, is digitaal erfgoed

Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.

  • Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
  • Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.

Zonnepaneel

Uit Wikisage
Naar navigatie springen Naar zoeken springen

Een zonnepaneel of PV-paneel bevat, onder een glazen plaat, een groot aantal zonnecellen die, als er licht op schijnt, een elektrische spanning genereren door het fotovoltaïsch effect (Engels: photovoltaic, vandaar PV). De zonnecellen, die per stuk ongeveer 1,5 volt leveren, worden zodanig geschakeld dat het PV-paneel 12 of 24 V gelijkspanning geeft.

Onder vol zonlicht leveren PV-panelen per m2 150 tot 250 watt, afhankelijk van het rendement van de omzetting van licht naar elektriciteit. 350 W/m2 is in een laboratorium al gerealiseerd.[1]

Om de opbrengst in kilowattuur te schatten wordt het vermogen in kilowatt van zonnepanelen vermenigvuldigd met het het aantal vollast uren. Dat is een fictief aantal uren volle zon die dezelfde opbrengst zou geven als onder het in werkelijkheid wisselende zonlicht. Het aantal vollast uren is in Nederland 850 tot 1000 per jaar, afhankelijk van plaats, luchtvervuiling, montage op een hellend dak op het zuiden of andere windrichting, of op een bewegend frame dat de panelen op de zon gericht houdt. De PVWatts Calculator[2] van het National Renewable Energy Laboratory in de VS is een handig hulpmiddel om opbrengst te schatten.

Als op de zonnige kant van een woning 10 tot 20 m2 PV-panelen geplaatst kunnen worden, in serie gesckakeld en via een DC-AC omvormer verbonden met het elektriciteitsnet, dan kunnen die per jaar ongeveer evenveel elektriciteit leveren als de woning gebruikt. Netaansluiting blijft nodig om de elektriciteit die geleverd is als de zon schijnt te "bewaren" en te gebruiken als het donker is.

PV-cel

Een PV-cel bestaat meestal uit een dun (0,2-0,3 mm) laagje zuiver Si (silicium) dat aan de ene kant gedoteerd (verontreinigd) is met P (fosfor) en aan de andere met B (boor, borium). De P en B atomen passen niet goed in het Si kristal waarin elk Si atoom met 4 elektronen gebonden is aan z'n buren.

  • Een P atoom heeft een elektron te veel dat dus los zit. De P-gedoteerde kant heet n-type Si.
  • Een B atoom heeft een elektron te weinig, dat heet een gat in het kristal. De B-gedoteerde kant heet p-type Si.

Donker en licht

Silicium geleidt elektriciteit slecht, maar de PV-cel is in het donker een diode die, als een spanning aangelegd wordt, goed geleidt van p naar n omdat het n-Si veel vrije elektronen bevat die makkelijk naar het p-Si bewegen dat veel gaten heeft. (Elektriche stroomrichting is tegengesteld aan elektronen beweging.) De diode geleidt slecht van n naar p omdat gaten niet vrij zijn.[3]

In het licht is de PV-cel, indien opgenomen in een stroomkring, een stroombron omdat de fotonen (licht deeltjes) veel gebonden elektronen uit het rooster vrij maken die van de n kant naar de p kant stromen (buitenom). Bij in serie geschakelde PV-cellen moeten alle cellen verlicht worden want een donkere cel spert de stroom van de verlichte cellen.[4]


Bronnen, noten en/of referenties

Bronnen, noten en/of referenties
  1. º https://www.nrel.gov/news/press/2017/swiss-scientists-power-past-solar-efficiency-records.html
  2. º http://pvwatts.nrel.gov
  3. º Een gat kan opgevuld worden door een naburig gebonden elektron. Dan is het gat verplaatst naar waar het elektron vandaan kwam. Deze "beweging" van gaten is echter veel trager dan beweging van vrije elektronen.
  4. º T.B.Johansson, H.Kelly, A.K.N.Reddy, R.H.Williams eds, Renewable Energy, Sources for Fuels and Electricity, Island Press, Washington DC, 1993, Ch. 6.