Het werkingsprincipe van fotovoltaïsche systemen

Een zonne-energiesysteem gebruikt de gratis straling van de zon om elektriciteit op te wekken. Dit wordt mogelijk gemaakt door de manier waarop fotovoltaïsche systemen, of beter gezegd zonnecellen, werken. Deze zetten immers stralingsenergie om in elektrische energie. Ze kunnen gecombineerd worden tot modules en geïnstalleerd worden op daken, aan gevels of in open ruimtes.



De opbouw van een fotovoltaïsche installatie van Viessmann

De opbouw van een fotovoltaïsche installatie van Viessmann

Het werkingsprincipe van de Vitovolt 300 fotovoltaïsche pakketten steunt op de combinatie van meerdere, optimaal op elkaar afgestemde componenten. Vooral de afzonderlijke zonnecellen van de fotovoltaïsche modules, die zonne-energie in gelijkstroom omzetten, zijn belangrijk. Een omvormer zet deze om in wisselstroom, die vervolgens in de eigen woning kan worden gebruikt of op het openbare elektriciteitsnet kan worden gezet. Indien huiseigenaars zoveel mogelijk van deze stroom zelf willen verbruiken, dan kan dat met stroomopslagsystemen zoals de Vitocharge. Deze nemen overdag elektrische energie op en leveren zelfs 's nachts gratis zonne-energie aan aangesloten apparaten.


Zonnecellen en werking van het fotovoltaïsch systeem

funktion-photovoltaik.jpg

De krachtige zonnemodules van de Vitovolt 300-serie zetten het licht van de zon om in elektrische energie, waarna in elke afzonderlijke zonnecel het foto-elektrische effect plaatsvindt. Daarbij komen geladen dragers los van een speciaal materiaal, zodra dit aan licht wordt blootgesteld. Gaat het om de werking van een fotovoltaïsche installatie, dan wordt silicium ingezet.


Gedoteerde siliciumcellen zetten zonne-energie om in stroom

Om siliciumcellen voor het werkingsprincipe van fotovoltaïsche systemen te kunnen gebruiken, moeten aan de boven-en onderkant van de cellen verschillende atomen worden ingebracht (doteren). Deskundigen doteren:

● de bovenkant van de siliciumlaag met atomen die te veel elektronen bevatten, negatief (n-gedoteerde laag);

● de onderkant van de siliciumlaag met atomen die te weinig elektronen hebben, positief (p-gedoteerde laag).

Vervolgens hechten sommige elektronen uit de bovenste n-gedoteerde laag zich op de open plaatsen van de atomen uit de p-gedoteerde laag. Hierdoor ontstaat tussen de twee kanten een neutraal gebied, waarbij deskundigen praten over de p-n-overgang. Daarrond wordt een elektrisch veld gevormd.

Zonne-energie zet de elektronen in beweging

Zonnecellen hebben aan de boven- en onderkant contactpunten. Zodra er zonlicht in de cellen binnendringt, komen elektronen in de grenslaag los van de atomen. Ze migreren via de contactpunten van de fotovoltaïsche installatie naar de p-gedoteerde zijde, waar ze een nieuwe verbinding maken. Terwijl dit gebeurt, wordt spanning opgebouwd en kan er stroom worden afgenomen.

Er zijn verschillende soorten zonnecellen beschikbaar

Hoe efficiënt het werkingsprincipe van fotovoltaïsche systemen is, hangt af van het productieproces van de zonnecellen. Bij de Viessmann Vitovolt 300 kunnen we monokristallijne en polykristallijne cellen onderscheiden. In de volgende tabel wordt vermeld waardoor deze van elkaar verschillen.

Type zonnecel Omschrijving Rendement
Monokristallijne cellen Krachtige cellen van zuivere enkelvoudige kristallen 14 tot meer dan 19 procent
Polykristallijne cellen Vervaardigd uit gegoten siliciumblokken met kristallen van verschillende oriëntatie 12 tot meer dan 17 procent

De Vitovolt 300 monokristallijne fotovoltaïsche modules omvatten bijzonder donkere monokristallijne zonnecellen die onder een ijzerarme en sterk transparante speciale glasplaat zijn geplaatst. Samen met een zwart geanodiseerd frame en een zwarte Tedlar-folie onder de cellen worden zo modules gecreëerd die dankzij een hoge stabiliteit en een modern design uitstekende prestaties beloven. In ruil daarvoor verlenen wij een uitgebreide productgarantie van 10 jaar en een prestatiegarantie tot 25 jaar op ten minste 80% van het nominale vermogen.


Omvormers zetten gelijkstroom om in wisselstroom

Door zijn speciale werking genereert een fotovoltaïsche installatie gelijkstroom. Maar om de elektrische energie in het huishouden te gebruiken of om deze terug op het openbare elektriciteitsnet te plaatsen, is wisselstroom nodig. Deze omzetting wordt gerealiseerd door zogenaamde omvormers (ook zonne-omvormers), die een belangrijk onderdeel zijn van elk zonne-energiesysteem.


Meer onafhankelijkheid dankzij de Viessmann stroomopslagsystemen

Het werkingsprincipe van fotovoltaïsche systemen heeft één belangrijk nadeel: er is alleen elektriciteit beschikbaar als de zon schijnt. Terwijl de energiebehoefte bij een- en tweegezinswoningen doorgaans het grootste is wanneer het buiten donker is. Met name ‘s morgens en 's avonds, vóór en na het werk. De stroomopslagsystemen van Viessmann compenseren deze verschuiving in de tijd door de overdag opgewekte zonne-energie tot de volgende dag beschikbaar te houden. Zo kunnen huiseigenaars de op het dak gegenereerde energie de klok rond gebruiken en hun eigenverbruikspercentage aanzienlijk verhogen. Ze moeten minder elektriciteit van het openbare net kopen en sparen zo jaarlijks veel geld uit.