1 Hoe een zonnepaneel werkt

Een zonnepaneel is opgebouwd uit zonnecellen. In elke cel zit een halfgeleider, meestal silicium. Zo'n materiaal geleidt elektriciteit beter dan een isolator, maar minder goed dan een metaal.

Valt er licht op de cel, dan geeft het zijn energie door aan de elektronen, de negatief geladen deeltjes in het materiaal. Die beginnen te stromen. Vakmensen noemen dat het fotovoltaïsch effect. De dunne metalen lijntjes die je op een cel ziet, vangen de stroom op en voeren ze af naar de omvormer.

Cellen samen vormen een paneel, panelen samen een installatie. Welke soorten silicium er bestaan, lees je in Soorten panelen.

Op elk paneel staat een vermogen in Wp, wattpiek. Het is wat het paneel levert onder vaste testomstandigheden: 1.000 W zonlicht per m² en een paneeltemperatuur van 25 °C. Je panelen halen dat in de praktijk wel. Op een koude, heldere dag gaan ze er zelfs boven.

Het kWp van je installatie zegt vooral hoe groot ze is. Hoeveel stroom eruit komt, bepalen de plek en de richting van je dak. Daarover gaat Opbrengst in Vlaanderen.

Je panelen maken gelijkstroom, je toestellen werken op wisselstroom. De omvormer zit daartussen. Een hybride omvormer kan ook een thuisbatterij aansturen. Hoe dat in elkaar zit, lees je in Wat een omvormer doet.

⏱ Reken erop dat je de omvormer ooit vervangt. Hij gaat 10 tot 15 jaar mee, korter dan je panelen.

Zodra de zon op je panelen schijnt, gaat die stroom eerst naar wat er in huis aanstaat: de koelkast, de wasmachine, de laptop van wie thuiswerkt. Maken je panelen meer dan je op dat moment nodig hebt, dan stroomt het overschot naar het net. 's Avonds en 's nachts draait het om, en dan haal je stroom van het net.

Je digitale meter houdt afname en injectie apart bij, per kwartier. Het verschil in waarde is groot. Elke kWh die je zelf gebruikt, bespaart je de volle elektriciteitsprijs. Een kWh die je injecteert, brengt maar een klein deel daarvan op. Wat dat in euro betekent, rekenen we uit in Hoeveel panelen je nodig hebt.

Je krijgt drie cijfers, uit twee toestellen. Je omvormer of een aparte productiemeter telt de productie: alle stroom die je panelen maken. De digitale meter van Fluvius telt afname en injectie, wat je huis binnenkomt en wat eruit gaat.

Je productie ziet die digitale meter niet. Stroom die van de omvormer meteen naar je toestellen gaat, passeert hem nooit. Zonder batterij is je zelfverbruik over een periode gelijk aan je productie min je injectie.

Valt je injectie laag uit, dan wil dat nog niet zeggen dat je panelen slecht werken. Misschien verbruik je gewoon veel zelf. Hoe je dat opvolgt, lees je in Opbrengst opvolgen.

Valt het net uit, dan schakelt een gewone installatie zichzelf af. Zo beschermt ze wie bij de netbeheerder aan het net werkt. Je hebt op dat moment ook geen zonnestroom.

Wil je noodstroom, dan heb je een aparte opbouw nodig met een veilige omschakeling, en meestal een batterij. Staat er "hybride" op je offerte, dan blijft je huis daarom nog niet vanzelf werken tijdens een panne. Vraag welke toestellen gevoed blijven en met hoeveel vermogen. Meer over batterijen lees je in Hoe een thuisbatterij werkt.

Over de dag gezien produceren je panelen het meest tussen 11 en 15 uur. In de zomer valt de piek rond 14 uur, later dan de meeste mensen denken.

Over het jaar gezien valt bij een zuiddak met 35° helling zowat 68 % van de opbrengst tussen april en september. December brengt rond 3 % van het jaar binnen. Juni levert zo'n vier keer zoveel als december.

En als het bewolkt is? Een groot deel van het licht in Vlaanderen is diffuus: licht dat lucht en wolken verstrooid hebben. Ook dat zetten je panelen om, alleen krijg je minder stroom dan onder een blauwe hemel.

Het rendement van een paneel is het deel van het licht dat het in stroom omzet. ⏱ De beste panelen op de markt halen 21 tot 24 %. Wat aan je meter aankomt, ligt lager, want onderweg gaat er stroom verloren.

Warmte is de eerste boosdoener. Zonnecellen werken het best als het koud is, en hoe warmer ze worden, hoe meer hun vermogen zakt. Een deel van het licht kaatst ook terug, zeker als het schuin invalt. Daarbovenop komen de systeemverliezen in kabels en omvormer, door vuil en door veroudering. In een opbrengstberekening rekenen we daarvoor gewoonlijk 14 %.

Alles samen blijft er bij een zuiddak met 35° helling zowat 80 % over van het theoretische maximum dat op het paneel valt.

Zonnepanelen gaan gemiddeld 25 jaar of langer mee. In onze berekeningen verliezen ze 0,5 % vermogen per jaar, wat vakmensen degradatie noemen. Op de datasheet van nieuwe panelen staat vaak 0,4 %, en de vermogensgarantie loopt vandaag meestal over 30 jaar.

De energie die nodig was om een paneel te maken, wekt het in zowat een jaar zelf weer op. En als het na al die jaren van je dak komt, kan zo'n 85 % ervan gerecycleerd worden.

Eerst komt een erkende keurder langs voor de AREI-keuring. Pas daarna neem je de installatie in gebruik.

Binnen 3 maanden na de keuring meld je ze aan bij Fluvius, via Mijn Fluvius. ⏱ Doe je dat te laat, dan rekent Fluvius bij installaties kleiner dan 10 kVA een eenmalige administratieve kost aan. Heb je nog geen digitale meter, dan plaatst Fluvius er een binnen 90 dagen na je aanmelding.

Voor stekkerpanelen geldt een eigen regel: aanmelden binnen 30 dagen, en onder 800 W met een digitale meter hoeft het niet.

Nog iets wat vaak vergeten wordt: vervang het standaardwachtwoord van je omvormer. De meeste omvormers hangen aan het internet, en wat aan het internet hangt, kan gehackt worden.

Neem een gezin in Mechelen dat 3.500 kWh per jaar verbruikt. Op het zuiddak, met 35° helling en zonder schaduw, liggen 7 panelen van 460 Wp: samen 3,22 kWp.

We rekenen met 1.050 kWh per kWp per jaar en met 34 % zelfverbruik zonder batterij, het gemiddelde waarmee wij op de hele site rekenen. Waar dat cijfer vandaan komt en hoe je hoger geraakt, lees je in Zelfverbruik verhogen. Bij jou kan het anders uitvallen. Wie thuiswerkt of in ploegen werkt, gebruikt meer stroom op de zonne-uren, en een elektrische wagen die overdag laadt, trekt het op, terwijl een wagen die 's nachts laadt het niet doet. Een kWh die je niet moet kopen, is 0,35 euro waard, een geïnjecteerde kWh 0,045 euro. Voor de eenvoud verdelen we het verbruik gelijk over het jaar.

In juni maken de panelen zo'n 140 % van wat het gezin gemiddeld per maand verbruikt: 413 kWh tegenover 292 kWh. In december zakt dat naar 36 %, of 104 kWh. En omdat je in de winter in werkelijkheid meer verbruikt, valt dat winterdeel nog kleiner uit.

Zo'n voorbeeld wijst een richting aan, meer niet. Elk dak en elk gezin is anders, en een installateur die bij jou ter plaatse komt kijken, ziet wat een rekenblad mist: de staat van je dak, je zekeringkast, de plek voor de omvormer. Je beslist voor 25 tot 30 jaar. Daarom rekent de MYNRG Check het eerst uit met jouw verbruik en jouw dak.

Wil je je verbruik op de zon afstemmen, mik dan op de vroege namiddag en niet op 12 uur.

Mei levert evenveel als juni en meer dan juli. Op een zuiddak van 35° geeft 1 kWp 129,8 kWh in mei, 128,2 in juni en 126,5 in juli.

Valt je omvormer soms uit op een zonnige dag, dan is hij daarom nog niet stuk. Vaak ligt de spanning op het net of in je binneninstallatie te hoog. Fluvius vraagt dan eerst om de spanningsval in je aansluitkabel en je binneninstallatie te laten nakijken. Samen mag die hoogstens 1 % bedragen.

PVGIS is de gratis rekentool van het Joint Research Centre van de Europese Commissie. Hij combineert satellietgegevens over zonnestraling van 2005 tot 2023, op een raster van zowat 5 km, met temperatuurgegevens en een berekende horizon. Voor Gent, met een zuidhelling van 35°, komt hij op deze cijfers:

• instraling op het paneelvlak: 1.314,6 kWh per m² per jaar;
• opbrengst: 1.055,1 kWh per kWp, een performance ratio van 0,80;
• verliezen: invalshoek −3,1 %, spectrum +1,8 %, temperatuur en lage instraling −5,4 %, systeem −14 %, samen −19,7 %.

Van jaar tot jaar schommelt de opbrengst met een standaardafwijking van 48 kWh per kWp, of 4,6 %.

• Vlaanderen.be, Zonnepanelen
• Vlaanderen.be, Haal meer uit uw zonnepanelen met zelfverbruik
• PVGIS 5 user manual (Joint Research Centre, Europese Commissie)
• PVGIS-rekentool
• US Department of Energy, Solar Photovoltaic Cell Basics
• US Department of Energy, PV Cells 101
• Fluvius, Welke omvormer kies ik
• Fluvius, Zonnepanelen verplichtingen
• Fluvius, Zonnepanelen en digitale meter
• Fluvius, Storingen zonnepanelen