De techniekrubriek
ik zou deze week graag willen starten met deze techniekrubriek. Het is de bedoeling dat in deze rubriek elke week een onderwerp in verband met techniek besproken wordt.
Om te starten had ik gedacht aan een onderwerp waar de laatste jaren toch wat om te doen is: de zonnepanelen. In feite zijn er 2 verschillende groepen van zonnepanelen: je hebt enerzijds de fotovoltaïsche panelen, die elektriciteit opwekken, en anderzijds heb je de zonnecollectoren, die water verwarmen. Ik ga het vandaag hebben over de photovoltaïsche panelen, ook PV panelen genoemd. ( PhotoVoltaïsche panelen)
Om te begrijpen wat een zonnepaneel eigenlijk doet gaan we eerst eens kijken naar de werking van zo een paneel. De meest gebruikte panelen zijn gemaakt uit silicium. Dit is een halfgeleidermateriaal. Men gaat hiermee een P-N junctie creëren. Dit wil zeggen dat er een P-type halfgeleider boven een N-type halfgeleider gelegd wordt, met een zeer kleine spatie tussen. Als een foton ( 1 eenheid uitgestraald licht) op het Silicium schijnt, gaat de elektron van het P-type door de spatie naar het N-type vloeien. Dit gaat ervoor zorgen dat er een elektrische stroom wordt opgewekt. De elektroden (geleiders) die op elke cel zijn aangebracht gaan deze stroom opvangen zodanig dat we deze stroom nuttig gaan kunnen gebruiken.
Om het iets minder moeilijk uit te leggen is dit het principe: we moeten licht hebben, dat schijnt op de zonnecel in het zonnepaneel, en als we genoeg licht hebben kan de zonnecel elektriciteit leveren.
Nu, veel mensen denken dat een goede warme zonnige zomerse dag het beste is voor het paneel. Maar dit is niet altijd het geval, een zonnepaneel heeft zeer graag licht, maar haat warmte, want bij meer warmte verhoogt de weerstand van de elektrische geleiders en wordt er dus minder stroom opgewekt. Het kan dus zijn dat op een zonnige, maar toch frisse, herfstdag de opbrengst beter is dan op een gloeiend hete zomerdag.
De elektrische opbrengst van een zonnepaneel is afhankelijk van een aantal zaken, zo heb je ondermeer de invalshoek van het zonlicht, het aantal zonuren, de zonnestraling en ook het land waarin de zonnepanelen liggen heeft van belang. De ligging is om een aantal dingen belangrijk, zo moet je bijvoorbeeld rekening houden met de dikte van de dampkring en de atmosfeer, de gemiddelde temperatuur en het aantal zonuren.
Er bestaan verschillende soorten silicium zonnepanelen. Zo heb je de monokristallijne, de polykristallijne en de amorf silicium cellen.
De monokristallijne cellen hebben een hoger rendement en dus een hogere opbrengst maar ook hogere kosten en een groter energieverbruik bij het maken van de zonnecel.
De polykristallijne cellen hebben dan een lager rendement en een lager opbrengst, maar kosten iets minder en verbruiken minder energie bij het produceren.
De amorf silicium cellen hebben een veel lager rendement maar hebben ook een veel lager productiekost en hebben een veel lager energieverbruik bij het productieproces. Dit type van cellen is nog volop in ontwikkeling. Men is momenteel bezig om het rendement van deze cel te verbeteren door gebruik te maken van waterstof en/of koolstof. Hierdoor zou de kristalstructuur van het amorf silicium verbeteren en zou dus ook het energieverlies verkleinen, waardoor er meer licht wordt omgezet in elektriciteit.
polykristallijne cel
De zonnepanelen worden meestal gekoppeld aan een omvormer, dit toestel gaat de gelijkspanning die afkomstig is van de zonnepanelen omvormen naar een wisselspanning doormiddel van pulsbreedtemodulatie. Hierdoor kunnen we de zonnepanelen koppelen aan het net, waardoor je deze elektriciteit thuis kan gebruiken. en als je teveel elektriciteit produceert kan je hierdoor ook elektriciteit terug in het net sturen waardoor je teller achteruit draait.
Sommige van deze omvormers kunnen ook een monitoringsysteem sturen, waardoor je zeer gemakkelijk de dagelijkse opbrengst van je panelen kan opvolgen. Er zijn zelfs systemen die kunnen detecteren of er een defect is, en sommige kunnen zelfs de degeneratie van je panelen opvolgen.
omvormer
Om af te sluiten ga ik het nog even hebben over de verschillende manieren waarop zonnepanelen geplaatst worden. Vaak is dit op een hellend dak. Hier is de plaatsing niet erg moeilijk. Er worden gewoon bevestigingshaken gemonteerd, waarop dan aluminium profielen worden geplaatst zodat we dan de zonnepanelen kunnen leggen. Maar niet iedereen heeft een hellend dak, bij een plat dak bijvoorbeeld, gaan we eerst een constructie moeten plaatsen waarop we de zonnepanelen in een helling kunnen plaatsen. Sommige mensen laten ook panelen plaatsen op de muur, hier wordt dan eerst een constructie tegen de muur gehangen zodanig dat de panelen dan is de juiste hellingshoek komen te liggen. Bij grote projecten worden zonnepanelen ook vaak op 'trackers' geplaatst. Deze 'trackers' gaan de zon volgen, zodanig dat de zonnepanelen altijd naar de zon gericht zijn. Hierbij wordt ook de hellingshoek van de zon gedetecteerd en gaan we de hellingshoek van de panelen aanpassen zodanig dat deze altijd de zo perfect mogelijke invalshoek hebben.
Dit was het eerste verslag van de techniekrubriek, voor volgende week zou ik het graag hebben over domotica. Een fenomeen waar we ook meer en meer mee te maken hebben. Tot volgende week.
( bericht geschreven door Jeroen van 7I.E.)
Geen opmerkingen:
Een reactie posten