Zonne-energie werkt door de energie van de zon op te vangen en om te zetten in elektriciteit voor uw huis of bedrijf.
Onze zon is een natuurlijke kernreactor. Het geeft kleine energiepakketten vrij, fotonen genaamd, die de 93 miljoen mijlen van de zon naar de aarde in ongeveer 8,5 minuten afleggen. Elk uur hebben voldoende fotonen invloed op onze planeet om genoeg zonne-energie te genereren om theoretisch een jaar lang aan de wereldwijde energiebehoeften te voldoen.
Momenteel is fotovoltaïsche energie goed voor slechts vijf tienden van één procent van de energie die wordt verbruikt in de Verenigde Staten. Maar de zonnetechnologie verbetert en de kosten van zonne-energie dalen snel, dus ons vermogen om de overvloed aan energie van de zon te benutten neemt toe.
Een rapport van het International Energy Agency uit 2017 laat zien dat zonne-energie 's werelds snelstgroeiende energiebron is geworden - wat de eerste keer is dat de groei van zonne-energie die van alle andere brandstoffen heeft overtroffen. In de komende jaren zullen we allemaal op de een of andere manier genieten van de voordelen van zonne-energie.
Hoe werken zonnepanelen?
Wanneer fotonen een zonnecel raken, kloppen ze elektronen los van hun atomen. Als geleiders zijn bevestigd aan de positieve en negatieve kanten van een cel, vormt deze een elektrisch circuit. Wanneer elektronen door een dergelijk circuit stromen, genereren ze elektriciteit. Meerdere cellen vormen een zonnepaneel en meerdere panelen (modules) kunnen samen worden aangesloten om een zonnepaneel te vormen. Hoe meer panelen u kunt inzetten, hoe meer energie u kunt verwachten te genereren.
Waar zijn zonnepanelen van gemaakt?
Fotovoltaïsche (PV) zonnepanelen bestaan uit veel zonnecellen. Zonnecellen zijn gemaakt van silicium, zoals halfgeleiders. Ze zijn opgebouwd met een positieve laag en een negatieve laag, die samen een elektrisch veld creëren, net als in een batterij.
Hoe genereren zonnepanelen elektriciteit?
PV-zonnepanelen genereren gelijkstroom (DC) elektriciteit. Met DC-elektriciteit stromen elektronen in één richting rond een circuit. Dit voorbeeld toont een batterij die een gloeilamp voedt. De elektronen bewegen van de negatieve kant van de batterij door de lamp en keren terug naar de positieve kant van de batterij.
Met wisselstroom (wisselstroom) worden elektronen geduwd en getrokken, waarbij ze periodiek van richting veranderen, net als de cilinder van de motor van een auto. Generatoren creëren wisselstroom wanneer een draadspiraal naast een magneet wordt gesponnen. Veel verschillende energiebronnen kunnen "aan het handvat draaien" van deze generator, zoals gas of diesel, hydro-elektriciteit, kernenergie, kolen, wind of zonne-energie.
Er is gekozen voor wisselstroom voor het Amerikaanse elektriciteitsnet, vooral omdat het goedkoper is om over lange afstanden te zenden. Zonnepanelen zorgen echter voor gelijkstroom. Hoe krijgen we DC-elektriciteit in het AC-net? We gebruiken een omvormer.
Wat doet een omvormer voor zonne-energie?
Een omvormer voor zonne-energie haalt de gelijkstroom uit de zonnepanelen en gebruikt die om wisselstroom op te wekken. Omvormers zijn als het brein van het systeem. Naast het omkeren van gelijkstroom naar wisselstroom, bieden ze ook aardfoutbeveiliging en systeemstatistieken, inclusief spanning en stroom op wisselstroom- en gelijkstroomcircuits, energieproductie en maximale power point tracking.
Centrale omvormers hebben vanaf het begin de zonne-industrie gedomineerd. De introductie van micro-omvormers is een van de grootste technologische veranderingen in de PV-industrie. Micro-omvormers optimaliseren voor elk afzonderlijk zonnepaneel, niet voor een volledig zonnestelsel, zoals centrale omvormers dat doen. Hierdoor kan elk zonnepaneel op maximaal potentieel presteren. Wanneer een centrale omvormer wordt gebruikt, kan een probleem met één zonnepaneel (misschien in de schaduw of vuil geworden) de prestaties van de hele zonnepaneel verminderen. Als een zonnepaneel een probleem heeft, werkt de rest van de zonnepanelen nog steeds efficiënt.
Hoe werkt een zonnepaneelsysteem?
Hier is een voorbeeld van hoe een thuisinstallatie voor zonne-energie werkt. Ten eerste raakt zonlicht een zonnepaneel op het dak. De panelen zetten de energie om in gelijkstroom die naar een omvormer stroomt. De omvormer zet de elektriciteit om van DC naar AC, die u vervolgens kunt gebruiken om uw huis van stroom te voorzien. Het is prachtig eenvoudig en schoon en het wordt steeds efficiënter en betaalbaarder.
Wat gebeurt er echter als u niet thuis bent om de elektriciteit te gebruiken die uw zonnepanelen elke zonnige dag genereren? En wat gebeurt er 's nachts wanneer uw zonnestelsel geen stroom in realtime opwekt? Maak je geen zorgen, je profiteert nog steeds via een systeem dat 'netmeting' wordt genoemd.
Een typisch netgebonden PV-systeem produceert tijdens piekuren overdag vaak meer energie dan een klant nodig heeft, zodat overtollige energie wordt teruggevoerd naar het net voor gebruik elders. De klant krijgt krediet voor de overtollige geproduceerde energie en kan dat krediet gebruiken om 's nachts of op bewolkte dagen van het conventionele net te putten. Een netto meter registreert de verzonden energie in vergelijking met de ontvangen energie van het net.
