De beslissing om uw huis om te bouwen naar zonne-energie was misschien een gemakkelijke. Zonne-energie is niet alleen goed voor de planeet - het vermindert onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen - maar het is ook goed voor uw portemonnee omdat u op de lange termijn bespaart op elektriciteitsrekeningen.
Dit artikel gaat dieper in op dit soort zonnepanelen en benadrukt het ontwerp van zonnepanelen, materialen en efficiëntieclassificaties voor elk om u te helpen bij het selecteren van de beste zonnepanelen voor uw huis en begroting.
Zonnepaneelmaterialen
Hoewel het gemakkelijk kan zijn om over te stappen op zonne-energie, kan het navigeren door het installatieproces een beetje overweldigend zijn. Alleen panelen uitkiezen vereist enig onderzoek en begrip van de wetenschap achter residentiële zonne-energie.
Zonnepanelen bestaan uit tientallen fotovoltaïsche cellen (ook wel PV-cellen genoemd) die zonlicht absorberen dat op het dak van een huis valt en die energie omzetten in gelijkstroom (DC). De meeste zonnesystemen voor thuis hebben een omvormer, die de gelijkstroom-elektriciteit verandert in wisselstroom (AC) die vervolgens het huis van stroom kan voorzien. Batterijback-ups kunnen ongebruikte zonne-energie opslaan voor gebruik 's nachts of tijdens een storing.
Hoewel de merken en stijlen van zonnepanelen talrijk zijn, is het goede nieuws dat er slechts drie belangrijke zijn: soorten zonnepanelen die momenteel worden gebruikt in residentiële zonnesystemen: monokristallijn, polykristallijn en dunne film. Laten we ze allemaal eens nader bekijken.
Monokristallijne zonnepanelen
Monokristallijne zonnepanelen - monopanelen zoals zonnebedrijven er vaak naar verwijzen - worden zo genoemd omdat ze zijn gemaakt van één enkel puur silicium. Monokristallijne panelen komen het meest voor op daken in residentiële zonnesystemen omdat: ze zijn het meest geschikte paneel voor kleine ruimtes en gaan langer mee dan polykristallijn en dunnefilm panelen.
Er zijn twee verschillende soorten monokristallijne panelen: gepassiveerde emitter en achtercontact (PERC) en bifacial. PERC-panelen hebben een geleidende laag aan de achterkant van de cellen om de energieabsorptie te verhogen. PERC-panelen worden het meest gebruikt in zonnesystemen op daken.
Evenzo kunnen tweezijdige panelen licht aan beide zijden absorberen, maar in een hogere mate dan PERC-panelen. Om deze reden zijn tweezijdige panelen meestal gereserveerd voor op de grond gemonteerde systemen waarbij beide zijden van de panelen zichtbaar zijn.
Monokristallijn zonnepaneelontwerp
Monokristallijne panelen zijn meestal effen zwart, maar hebben overal wat witruimte. Door het zwarte design vallen ze minder op op een rooftop. Ze zijn echter niet zo strak als dunnefilmpanelen, die volledig zwart zijn en plat op daken liggen.
Monokristallijne materialen voor zonnepanelen
Monokristallijn silicium zonnecellen worden vervaardigd met behulp van de Czochralski-methode, waarbij een kiemkristal van silicium bij hoge temperatuur in een gesmolten vat van puur silicium wordt geplaatst. Dat creëert een enkel siliciumkristal, of ingot, dat vervolgens wordt verdeeld in dunnere wafels. Die wafels vormen de zonnepanelen.
Polykristallijne zonnepanelen
Polykristallijne panelen vertegenwoordigen eerdere zonnepaneeltechnologie en kunnen daarom goedkoper zijn dan de nieuwere monokristallijne variant. Omdat de technologie echter ouder is, zijn polykristallijne panelen niet zo efficiënt als hun modernere tegenhanger. Ze zijn ook niet goed bestand tegen hoge temperaturen, dus worden ze niet aanbevolen voor gebruik in warmere klimaten het hele jaar door.
Polykristallijn zonnepaneelontwerp
Polykristallijne panelen hebben door hun fabricageproces een blauwe tint. De blauwe kleur is eigenlijk een beetje gemarmerd van uiterlijk, dus er zijn enkele variaties in kleur en consistentie van paneel tot paneel. Huiseigenaren die zich bezighouden met het creëren van een subtiel zonnepaneelsysteem, moeten kiezen voor monokristallijne panelen in plaats van polykristallijne varianten.
Polykristallijne materialen voor zonnepanelen
Polykristallijne panelen zijn gemaakt van silicium zonnecellen, hetzelfde als monokristallijne panelen. Het verschil zit hem in het koelproces voor polykristallijne panelen, waarbij meerdere kristallen ontstaan in plaats van slechts één.
Polykristallijne panelen die in zonnesystemen voor thuisgebruik worden gebruikt, hebben doorgaans 60 zonnecellen, die ongeveer 240 tot 300 watt aan vermogen produceren. Het gemiddelde residentiële zonnepaneel bevat ter vergelijking 72 cellen en wekt 300 tot 400 watt elektriciteit op.
Dunne-film zonnepanelen
Vanwege hun lagere efficiëntie worden dunnefilmzonnecellen vaker gebruikt in grote industriële zonne-installaties waar ruimte geen beperking is. Omgekeerd kunnen dunnefilmpanelen een goede optie zijn voor kleinere zonne-energieprojecten, zoals bij het aandrijven van een boot, en kleinere commerciële gebouwen, zoals magazijnen, met dunne metalen daken.
Ontwerp met dunne film zonnepaneel
Dunne-filmpanelen hebben het meest gestroomlijnde uiterlijk van de drie-paneeltypes. Omdat ze volledig zwart, plat en flexibel van vorm en grootte zijn, passen ze gemakkelijk in een huis dak en vereisen niet de steigerconstructie die monokristallijne en polykristallijne panelen vaak hebben doen.
Dunne-filmpanelen zijn echter niet efficiënt, dus je zou er veel meer nodig hebben – misschien zelfs genoeg om je hele dak te bedekken – om stroom voor een huis op te wekken. Dat kan leiden tot hogere totale kosten en meer gevallen van panelproblemen, storingen en algehele degradatie in de loop van de tijd.
Dunne-film zonnepanelen materialen
Een dunne laag van een fotovoltaïsche stof zoals amorf silicium of cadmiumtelluride wordt op een vast oppervlak, vaak glas, geplaatst om een dunnefilmpaneel te creëren. De keuze van de fotovoltaïsche stof die in het productieproces wordt gebruikt, zal verschillende dunnefilmpanelen opleveren, waaronder enkele die zeer flexibel zijn.
Vergelijk de belangrijkste soorten zonnepanelen
Zonnepaneel kosten
Per paneel zijn monokristallijne panelen het meest efficiënt en daarom het duurst. Polykristallijne panelen kunnen worden gemaakt door gebruik te maken van kristalfragmenten die overblijven bij de productie van monokristallijne panelen. Omdat de productiekosten lager zijn en het fabricageproces eenvoudiger is, zijn polykristallijne panelen veel goedkoper dan monokristallijne panelen. Dunne-filmpanelen zijn over het algemeen het goedkoopste type zonnepaneel vanwege hun ultralichte en dunne constructie.
Gemiddelde kosten per watt:
- Dunne film: $ 0,43–$.70
- Monokristallijn: $ 0,32–$1.50
- Polykristallijn: $.70–$1.50
Efficiëntie van zonnepanelen
Hoe meer elektriciteit een zonnepaneel kan opwekken, hoe hoger het rendement. Dit betekent ook dat de meest efficiënte panelen de minste ruimte innemen en dat er minder nodig zijn voor een goed werkend zonnestelsel in huis.
De efficiëntie wordt beïnvloed door veranderingen in het zonlicht gedurende de dag, aangezien een bewolkte hemel uiteraard de hoeveelheid zonne-energie die panelen kunnen absorberen, zal verminderen. Hoge warmteniveaus kunnen ook een negatieve invloed hebben op de energie-efficiëntie. Panelen bouwen gedurende de dag warmte op en dit kan het vermogen op die momenten tot 25% verlagen.
Zowel monokristallijne als polykristallijne panelen zijn geschikt voor de meeste locaties die een gemiddelde hoeveelheid zonlicht ontvangen en seizoensgebonden temperatuurschommelingen hebben. Dunne-filmpanelen hebben een lagere temperatuurcoëfficiënt dan de andere twee paneeltypes, dus ze kunnen een goede optie zijn voor mensen die in warmere klimaten leven of in gebieden met meer jaarlijks zonlicht.
Hoewel deze kleine variaties van invloed zijn op alle gangbare typen panelen, zijn de varianten met het hoogste rendement verantwoordelijk voor fluctuaties en compenseren ze deze in termen van het totale vermogen.
Hieronder vindt u een overzicht van de efficiëntieclassificaties en het vermogen van elk van de verschillende soorten zonnepanelen.
- Monokristallijn:
- Efficiëntie - meer dan 20%
- Vermogen: tot 300 watt
- Polykristallijn:
- Efficiëntie-15-17%
- Vermogenscapaciteit—240–300 watt
- Dunne film:
- Efficiëntie - 6–15%
- Vermogenscapaciteit - geen standaardmaat, aangezien dunnefilmpanelen niet uniform van formaat zijn, maar over het algemeen minder output dan kristallijne panelen
Factoren waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van een paneeltype
Naast blootstelling aan zonlicht en hitte, zijn er verschillende andere factoren die de prestaties van een zonnepaneel kunnen beïnvloeden.
Hagelbeoordeling
Zonnepanelen worden getest op hagelinslagen door kleine stalen bolletjes van een bepaalde hoogte te laten vallen of ijsballen rechtstreeks op panelen af te vuren om hagel te simuleren.
Monokristallijne en polykristallijne panelen zijn gemaakt van dikkere materialen en zijn daarom bestand tegen hagelslag met snelheden tot 80 kilometer per uur. Dunne-film zonnepanelen daarentegen zijn minder goed bestand tegen hagel omdat ze lichter en flexibeler zijn.
Orkaanclassificatie
De Amerikaanse ministerie van Energie houdt een lijst bij met aanbevolen specificaties voor zonnepanelen in termen van hun vermogen om grote stormen zoals orkanen te weerstaan. Panelen die aan deze specificaties voldoen, worden ontworpen met een vergrendelings- of bevestigingsmechanisme om te voorkomen dat ze door de wind worden gedragen. Nogmaals, monokristallijne en polykristallijne panelen zijn door hun constructie zwaarder en kunnen beter worden aangepast met bevestigingsmiddelen dan dunnefilmpanelen.
Waar het op neerkomt: het juiste zonnepaneel kiezen
Voor de meeste residentiële zonnesystemen zijn monokristallijne zonnepanelen de beste optie. Hoewel ze duurder zijn dan polykristallijne panelen, presteren monokristallijne panelen beter en gaan ze langer mee. Dit betekent dat ondanks de hogere kosten, de verhoogde efficiëntie en het hogere vermogen van monokristallijne panelen u in de loop van de tijd geld kunnen besparen in termen van elektriciteitsrekeningen.
Polykristallijne panelen zijn echter nog steeds een praktische optie voor diegenen die willen overstappen op zonne-energie, maar de kosten van monokristallijne panelen niet kunnen betalen. Houd er rekening mee dat als esthetiek belangrijk voor u is, polykristallijne panelen de meest opvallende en misschien verouderde van de drie soorten zonnepanelen zijn.
We raden het gebruik van dunnefilmpanelen in uw residentiële zonnestelsel af vanwege hun inefficiëntie en tekortkomingen op de lange termijn. Als u echter een schuur, werkplaats, boot of recreatievoertuig van stroom wilt voorzien, kunnen dunnefilmpanelen een kosteneffectieve optie zijn in een subtiel ontwerp.
Het kan overweldigend zijn om de verschillen in typen zonnepanelen te begrijpen, om nog maar te zwijgen van de beschikbare opties per merk. De meeste installatiebedrijven voor zonnepanelen zullen een paneeltype en merk aanbevelen op basis van de behoeften van uw huis en uw budget. We raden u aan contact op te nemen met Momentum Solar voor hulp bij het ontwerp van uw residentiële zonnestelsel en de selectie van zonnepanelen.
Veelgestelde vragen over residentiële zonne-energie
De meeste huizen hebben ongeveer 30 zonnepanelen nodig. Die schatting is gebaseerd op een gemiddeld energieverbruik van 1.000 kilowatt per uur en met geïnstalleerde 320 watt panelen. Het exacte aantal panelen dat u nodig heeft, hangt echter af van de grootte van uw huis, de beschikbare ruimte op het dak en uw gemiddelde maandelijkse energieverbruik van een huishouden.
Ja, in veel gevallen kunt u een huis volledig op zonne-energie laten draaien. Zonne-energie is echter niet per se een haalbare oplossing voor elk huis.
Je moet eerst nadenken over:
- De hoeveelheid elektriciteit die u momenteel maandelijks gebruikt
- De hoeveelheid zonlicht die uw huis ontvangt
- Of uw dak geschikt is voor zonnepanelen
Als u een buitensporig hoge energiebehoefte heeft en/of in een gebied met veel schaduw woont, is het mogelijk dat zonnepanelen niet genoeg elektriciteit opwekken om uw huis te laten draaien. Evenzo, als uw energiebehoeften normaal zijn maar u beperkte ruimte op het dak heeft, zal de output van uw zonnestelsel sterk afnemen.
Alle soorten zonnepanelen verslechteren met een snelheid van ongeveer 1% per jaar. Dit is normale slijtage zonder de toevoeging van slecht weer of temperatuurveranderingen. Indien correct geïnstalleerd, zouden panelen tussen de 25 en 30 jaar moeten meegaan, wat het standaardbereik is voor prestatiegaranties.
Monokristallijne panelen zijn echter de meest duurzame van de drie soorten zonnepanelen. Met routine-onderhoud en beperkte blootstelling aan extreme weersomstandigheden kunnen monokristallijne panelen tot 50 jaar blijven presteren, zij het op een steeds lager outputniveau.
De twee belangrijkste nadelen van zonne-energie zijn de kosten vooraf en de beperkingen van de grootte en locatie van het huis op de systeemgrootte. Hoewel zonnepanelen u op de lange termijn geld kunnen besparen, vereisen ze wel een flinke initiaal investering - van $ 11.000 tot $ 50.000 - en het kan enkele jaren duren voordat u enig rendement begint te zien die investering.
Bovendien kan de beschikbare dakruimte de grootte van het zonnestelsel van een huis ernstig beperken. Dit betekent dat huiseigenaren die willen overstappen op zonne-energie een systeem moeten gebruiken dat niet groot genoeg is om aan hun dagelijkse behoeften te voldoen of het idee helemaal moeten laten varen.