Wat is het rendement van de verschillende typen zonnecellen zoals monokristallijn-, polykristallijn- en amorf silicium?

Rendement

De hedendaagse zonnecellen kunnen helaas nog niet al het opvallende zonlicht omzetten in elektriciteit. Het huidig rendement ligt, afhankelijk van het type zonnecel, op zo'n 10-20%. De rest van de energie gaat verloren door reflectie of door verwarming van de zonnecel (die in de zomer flink warm worden). Maar laat je daardoor niet ontmoedigen, het loont zeker de moeite, ook financieel, om zonnepanelen te installeren. Deze pagina gaat in op de drie commercieel belangrijkste type zonnecellen en hun rendementen.

Monokristallijn silicium zonnecel / zonnepaneel

Dit is het duurste type zonnecel, maar beschikt wel over het hoogste elektrische rendement. De zonnecel is snel herkenbaar doordat het één kleur heeft en meestal zeer donkerblauw tot zwart. De naam monokristallijn ontleed deze zonnecel dat het kristalrooster van het silicium een geheel vormt. Dit kan gerealiseerd worden door silicium te smelten en te zorgen dat het silicium één kristal vormt. Daarna wordt het silicium afgekoeld en wordt van de afgekoelde massa silicium, wat in deze fabricagetechniek de vorm heeft van een lange cilinder, in zeer dunne plakjes gezaagd. Vandaar dat je de ronde vorm vaak (in de hoeken) nog enigszins terugziet in het zonnepaneel. Aan de zijkanten heeft men een groot deel van het silicium afgezaagd, en dit afval wordt weer voor andere, goedkope, zonnecellen gebruikt zoals tuin solar lampjes. Het rendement van een monokristallijn zonnecel / zonnepaneel ligt op dit moment op zo'n 20%. De levensduur is zeer lang. De fabrikanten garanderen een opbrengst van 80% (van de oorspronkelijke opbrengst) na 25 jaar. In de praktijk zal dit dus ietsjes beter zijn omdat de fabrikant veiligheidsmarges aanhoudt. Na die 25 jaar is het zonnepaneel natuurlijk niet kapot, heel langzaam zal het rendement dalen en het paneel minder energie opleveren.

Polykristallijn silicium zonnecel / zonnepaneel

Dit type zonnecel wordt enorm veel toegepast. Dit komt omdat ze tot nu toe het hoogste financiële rendement hebben. Maar het elektrische rendement is wat lager dan bij de monokristallijn silicium zonnecel. Dus per vierkante meter zonnepaneel wordt iets minder elektriciteit geproduceerd maar de kosten voor het produceren van deze elektriciteit zijn per kWu het laagst. Deze zonnecel is snel herkenbaar aan het "vlekkerig uiterlijk" en de verschillende blauwe kleurnuances. De polykristallijn zonnecel wordt geproduceerd door verschillende brokken/kristallen silicium in een oven te smelten. Die brokken liggen, wat betreft het kristalrooster, kris kras door elkaar. Tijdens het fabricageproces doet men geen moeite om het kristalrooster uniform te krijgen, dat kost juist veel meer tijd, energie dus ook geld. Dat de kristallen niet uniform gericht zijn, is zichtbaar aan de zonnecel. De "vlekken" zijn feitelijk verschillende brokken/kristallen silicium die aan elkaar gesmolten zijn. Dit fabricageproces is goedkoper maar levert wel een wat lager elektrisch rendement op. Op dit moment ligt dit op zo'n 15%. De levensduur is ook zeer lang. Na 25 jaar wordt door de fabrikant meestal nog een opbrengstgarantie gegeven van 80%.

Naast de monokristallijne- en polykristallijne silicium zonnecel wordt nog een derde variant aangeboden. Deze was vroeger niet zo populair door zijn beperkte levensduur en lage rendement. Maar tegenwoordig kan dit type zonnecel, wat betreft de levensduur, concureren met de andere type zonnecellen. Dit type zonnecel is herkenbaar doordat het zonnepaneel niet meer uit vierkante hokjes bestaat (de zonnecellen) maar het paneel lijkt één geheel te zijn met een uniforme kleur. Bij de productie van zonnecellen is de grondstof, zuiver silicium enorm duur. In deze thin film of amorf silicium zonnecel techniek wordt silicium verdampt en wordt een heel dun laagje op een ondergrond aangebracht (gecondenseerd). Hierdoor is maar heel weinig silicium nodig. Hierdoor is de fabricage een stuk goedkoper. Nadeel van deze fabricagetechniek is dat het elektrisch rendement een stuk lager ligt. Op dit moment is dat zo'n 10%. Amorf silicium zonnepanelen worden vooral toegepast als ruimte ruim voorhanden is (vanwege de lage opbrengst). Doordat het zonnecel zo enorm dun is, is het ook flexibel. Daardoor wordt het veel gebruikt op boten of daken van campers waar het geïntegreerd is met het dek of dak. Tot voor kort was de levensduur beperkt tot zo'n 10-15 jaar. Maar door verbeteringen in de fabricage ligt dat nu in de buurt van de andere zonneceltechnieken. Kijk in de brochure van producent welke opbrengstgarantie na 25 jaar wordt gegeven. Wij hebben al opbrengstgaranties gezien van 80% na 25 jaar (Sharp NA series zoals de NA-F128).