Een zonnepaneel of, zoals hij internationaal wordt aangeduid, een PV-paneel* is een paneel waarop , in bijna alle gevallen, een grote hoeveelheid fotovoltaïsche cellen is gemonteerd. De fotovoltaïsche cellen worden ook wel PV-cellen* genoemd. Een zonnepaneel zet met behulp van deze fotovoltaïsche cellen zonlicht om in elektriciteit. Sommige mensen duiden een zonnepaneel ook wel foutief aan met de naam zonnecollector. Onder een zonnecollector wordt echter een paneel verstaan waardoor stromend water door het erop vallende zonlicht wordt verwarmd, een zonnecollector wekt dus geen stroom op.
*De afkorting PV staat voor Photo-Voltaic waarbij Photo staat voor licht en Voltaic voor het proces waarbij spontaan stroom ontstaat als twee verschillende soorten metalen met elkaar in verbinding worden gebracht. Dit proces is het eerst ontdekt door Luigi Galvani en later geperfectioneerd door Alessandro Volta en vormt nog steeds de basis voor alle batterijen.
Werking zonnepaneel:
De fotovoltaïsche cellen die op een zonnepaneel gemonteerd zitten bestaan uit twee verschillend gedoteerde halfgeleiders met een scheidingsvlak ertussen waar de stroom maar in één richting door kan stromen. De halfgeleiders aan weerszijden van het scheidingsvlak zijn een zogenaamde p-type halfgeleider en een n-type halfgeleider. De p-type halfgeleider verkrijgt men door toevoeging van elementen uit de stikstofgroep van het periodiek systeem (stikstof (N), fosfor (P), arseen (As) of antimoon (Sb)) aan silicium. Doordat de elementen uit de stikstofgroep één elektron meer in hun buitenste schil hebben (totaal 5) als silicium (totaal 4) ontstaan er vrije elektronen in de p-type halfgeleider. De n-type halfgeleider verkrijgt men door toevoeging van elementen uit de boorgroep van het periodiek systeem (boor (B), aluminium (Al), gallium (Ga)) aan silicium. Doordat de elementen uit de boorgroep één elektron minder in hun buitenste schil hebben (totaal 3) als silicium ontstaan er plaatselijke elektronen tekorten in het kristalrooster. Hierdoor stromen er dus spontaan al elektronen van de p-type halgeleider naar de n-type halfgeleider. Dit levert echter niet zoveel stroom op. Dit proces wordt echter gigantisch versterkt zodra er elektromagnetische straling op de halfgeleiders valt waardoor er elektronen worden losgestoten. Zonlicht is elektromagnetische straling dus zodra er zonlicht op de fotovoltaïsche cel valt gaat er een grotere stroom lopen. Door nu een groot aantal fotovoltaïsche cellen in serie te schakelen ontstaat er een gelijkstroom die sterk genoeg is om gebruikt te worden om een accu op te laden of om, door de stroom via een omvormer die er wisselstroom van maakt, aan het lichtnet te leveren zodat het meteen gebruikt kan worden om apparaten mee aan te drijven.
Zelf een zonnepaneel maken:
Voor het maken van een zonnepaneel heb je twee glasplaten (±4mm dik) nodig, een voldoende aantal zonnecellen om één van de twee platen mee te bedekken, siliconen kit om de twee platen luchtdicht af te sluiten, 4 aluminium u-profielen (wijdte u-profiel 4mm glas+ dikte zonnecel + 1mm kit + 4mm glas) om de gasplaten rondom mee te beschermen, een elektrakabel om het geheel op aan te sluiten en een stroomomvormer om het geheel mee op het lichtnet aan te sluiten. Leg de eerste glasplaat op een stevige, vlakke, houten ondergrond met een kleed erop.
Lijm de zonnecellen (goed om!!) met kit op het onderste glas paneel, let erop dat je iedere volgende zonnecel voor het vastkitten verbindt met de voorgaande en dat je rondom 1 centimeter afstand houdt van de rand en aan de kant waar de elektrakabel komt 2 centimeter. Sluit de einddraad van iedere rij aan op de elektrakabel, zorg dat het begin van de elektrakabel binnen de glasplaat ligt. Maak de tweede glasplaat goed schoon, leg vervolgens een dikke “rups” siliconenkit op de buitenrand van de vrijgehouden buitenrand, op de plaats van de elektrakabel leg je een aantal “rupsen”siliconenkit naast elkaar en je leidt de elektrakabel daar ongeveer 10 cm doorheen. Leg nu de, goed schoongemaakte glasplaat, er voorzichtig bovenop. Leg nu een kleed bovenop het geheel en leg een paar zware balken op het geheel. Na 24 uur kun je de balken en het kleed eraf halen. Leg nu een “rupsje” siliconenkit in de op maat gezaagde aluminium u-profielen en druk die o de zijkanten. Leg nu het geheel rondom klem met latten met gewichten erachter. Laat ook dit 24 uur drogen en klaar is je zonnepaneel.
