Principe van PhotoVotalische Cellen

Principe van PhotoVotalische Cellen
De straling die bij een onbewolkte hemel, tegen de middag als de zon de meeste kracht
heeft, op aarde aankomt, schommelt om en nabij de 1000 W/m².
In vaktermen: 1000 kWh/m² bij 25 graden Celsius en AM=1,5 (d.w.z. onder een hoek van
41,5 graden, waardoor de stralen een 1,5 maal dikkere luchtlaag moeten doordringen).
De straling van de zon levert ons per jaar 220.000 biljoen kWh, dat is meer dan 2500 keer
het totale verbruik van de wereldbevolking. Dit betekend dat we om aan de totale
energiebehoefte van de wereld te voldoen, genoeg hebben aan een zonnepaneelveld van
ca. 144.400 km² oppervlakte, dus ongeveer ter grootte van 3,5 keer Nederland of ca. 25%
van Frankrijk.
Vergelijk stroomproductie wereld
Benodigde opp. PV: 144.400 km²
Oppervlakte Nederland : 41.528 km²
Oppervlakte Frankrijk: 551.500 km²
1.1 De intensiteit van de zon op de diverse werelddelen
Ieder land van de wereld heeft zijn eigen zoninstraling. In het ene land is de intensiteit hoog,
in andere landen wat minder.
Uit onderstaande grafiek blijken de verschillen:
Zo zien we dat in Oeganda er een vrij constant aantal uren zon per dag zijn. Dat is erg
plezierig en ook is het dan eenvoudig om de opbrengst te berekenen. Bovendien kan men er
de klok op gelijk zetten dat men zowat iedere dag dezelfde hoeveelheid elektriciteit met PVpanelen kan opwekken. Met name voor thermische zonnecollectoren (zie
bijvoorbeeldwww.zonnecollector-info.nl) is dit een ideaal land. Voor zonnepanelen die
elektriciteit opwekken (PV-panelen) is Egypte het ideale land. In de zomer schommelt het
aantal uren zon per dag tussen de 7 à 8 uur. Ondanks dat Nederland er erg bekaaid afkomt,
zullen we zien dat het toch aantrekkelijk is om ook bij ons zonnepanelen te plaatsen. In
Nederland is de instraling in de westelijke regionen langs de kust iets hoger dan in de rest
van het land. Behalve de zonintensiteit is ook de omgevingstemperatuur van belang voor
een hoge opbrengst: Hoe hoger de zonne-intensiteit en hoe lager de omgevingstemperatuur,
des te hoger is de opbrengst.
Gemiddelde jaarlijkse instraling in Nederland
Gemiddeld ontvangen we in Nederland dus ca. 1000 kWh/m² per jaar aan zonlicht. Je moet
er wel rekening mee te houden dat ca. 70 tot 80% hiervan in de zomerperiode (voorjaar en
zomer) ontvangen wordt! De verdeling over de seizoenen zie je in het taartdiagram.
Gemiddelde opbrengst verdeeld over de seizoenen in Nederland
Dit heeft te maken met de afstand aarde-zon en de dikte van de luchtlaag.
Het AM-getal (AM =Air Mass = lucht massa) geeft aan hoe dik de luchtlaag is die de
zonnestralen moeten doordringen. De waarde AM = 1,5 wordt gebruikt als
referentiegrootheid (STC) door zonnepaneelfabrikanten. Door uniforme specificaties maakt
dit het vergelijken van de diverse panelen eenvoudiger. We komen later nog op
deze Standaard Test Condities terug.