English
Zonnecel informatiepagina
Zonnecellen
In onze webwinkel verkopen wij kleine zonnecellen. Deze zonnecellen kunnen worden toegepast als energiebron voor kleine elektronische schakelingen of als energieleverancier om een accu of batterij op te laden. Hoe deze zonnecellen kunnen worden toegepast kan je hier lezen.
Batterijen opladen.
Hieronder is het schakelschema afgebeeld van een eenvoudige lader met zonnecellen. Simpel, maar doeltreffend! Het enige extra onderdeel dat nodig is, is een diode om er voor te zorgen dat de stroom niet terug gaat lopen. Wanneer er bewolking verschijnt, wordt de spanning van de batterijen namelijk hoger dan die van de zonnecellen. Zonder diode, zou de batterij zich anders ontladen via de zonnecellen.
Een diode is een soort elektrisch ventiel als bij een fietsband: de lucht kan er wel in, maar kan niet terug stromen. Een Schottky diode heeft een lage drempelspanning en is uitstekend geschikt voor gebruik in een eigen gemaakte zonnecellader.
Parallel of in serie.
Wanneer je twee dezelfde zonnecellen parallel schakelt, zal het voltage hetzelfde blijven, maar is het amperage verdubbeld. B.v. 2 zonnecellen van 9 volt 50 ma parallel geschakeld leveren samen 9 volt bij 100 ma.
Bij twee in serie geschakelde zonnecellen is het voltage verdubbeld en blijft het amperage hetzelfde. B.v. twee zonnecellen van 9 volt 50 ma in serie leveren 18 volt en 50 ma.
Op deze wijze kunnen we een paneel bouwen met een door ons gewenst voltage en amperage. Ook combinaties van een 4.5 volt met een 9 volt zonnecel zijn mogelijk om b.v. tot 13,5 volt te komen. Hiermee kan dan een 12 volt accu worden opgeladen.
Regels bij opladen.
Een oplaadbare batterij of accu heeft een bepaalde capaciteit. B.v. een penlite batterij van 1,24 V die een capaciteit heeft van 500 mAh kan dus gedurende 1 uur maximaal 500 mA afgeven. Is het stroomverbruik minder, dan duurt de ontlading langer.
De vuistregel voor het laden van accu's is dat ze worden geladen met een stroom die maximaal 1/10 is van de nominale capaciteit. Een 500 mAh nicad cel mag dus geladen worden met 50 mA (1/10 x 500 = 50). Na ±10 uur is de cel volledig geladen. De laadstroom mag ook nog lager, maar dan duurt het langer.
De vuistregel voor het laden van accu's is dat ze worden geladen met een stroom die maximaal 1/10 is van de nominale capaciteit. Een 500 mAh nicad cel mag dus geladen worden met 50 mA (1/10 x 500 = 50). Na ±10 uur is de cel volledig geladen. De laadstroom mag ook nog lager, maar dan duurt het langer.
Voor het laden van een nicad cel in ons voorbeeld heb je een zonnecel nodig, die maximaal 50 mA kan leveren. Een zonnecel levert echter een maximale stroom in de volle zon en dat is in noord Europa niet haalbaar. Daarom kan er beter gekozen worden voor een grotere zonnecel met een maximale stroom van bijvoorbeeld 100 mA. De nicad cel kan er wel tegen wanneer er volle zon is en het paneel een maximale piekstroom levert van 100 mA.
Het voltage van de zonnecellen moet altijd wat hoger liggen dan de spanning over de oplaadbare accu of batterij(en), anders kan er geen laadstroom lopen. Wil je 3 batterijen opladen van in totaal 3,75 volt? Dan heb je een zonnecel nodig die meer dan 3,75V geeft (b.v. 4,5V). Het is verder ook raadzaam om een laadregelaar te koppelen aan de zonnecellen om overladen van batterij of accu te voorkomen. Als er echter constant energie wordt ontrokken aan de energiecel dan zal overladen niet voorkomen en is een laadregelaar meestal niet direct nodig.
Waarvan is een zonnecel gemaakt?
Het belangrijkste materiaal in een zonnecel is zogenaamd halfgeleider materiaal. Op dit moment wordt hier voornamelijk silicium gebruikt. Op het moment dat licht op de zonnecel valt, zullen er binnen de halfgeleider elektronen vrij komen. Deze elektronen kunnen vrij bewegen binnen de halfgeleider. Doordat er een elektrisch veld over het halfgeleider materiaal staat, zullen de vrije elektronen allemaal dezelfde richting op gaan bewegen. Hierdoor zal er dus een stroompje gaan lopen.
Deze energie kan vervolgens gebruikt worden om elektronische schakelingen te voeden zoals een zaklamp, batterij oplader of gelijkstroom motor.
Een zonnecel geeft de meeste opbrengst als de cellen gelijkmatig worden verlicht. Dit betekent dus dat delen van de cel voor een hoge opbrengst het beste niet in de schaduw worden gelegd. Verder geeft direct zonlicht op de cel het beste rendement aan energie. Kunstlicht werkt ook wel maar dan is het rendement aanzienlijk lager. De zon is en blijft de beste energieleverancier.
Er bestaan verschillende typen zonnecellen zoals:
Amorfe zonnecellen
De amorfe zonnecellen zie je vaak toegepast in bijvoorbeeld een zakrekenmachine of een horloge. Het zijn meestal donkere, vrijwel zwarte cellen. Het gemiddelde rendement van deze cellen is het laagst van alle soorten zonnecellen. Ze hebben een rendement dat ligt tussen de 2 % en 7 %. De amorfe zonnecellen hebben echter als voordeel dat ze in vergelijking met de andere soorten, ook onder ongunstige weersomstandigheden nog energie leveren. Dit komt doordat de spectrale gevoeligheid van deze cellen breed is. Met andere woorden ze zijn gevoeliger voor meerdere kleuren licht. Hierdoor kan je deze zonnecellen ook onder b.v. een bureaulamp gebruiken. De amorfe zonnecellen zijn vanwege de eenvoudigere productiemethode overigens ook het goedkoopst.
Mono-kristallijne zonnecellen
De monokristallijne zonnecel herken je aan zijn egaal blauwe kleur en dit soort cellen heeft het hoogste rendement dat ligt tussen de 13 % en 16 %. Deze cellen zijn wel het meest kostbaar. De levensduur van de mono-kristallijne zonnecellen is echter behoorlijk lang. Ze werken echter het beste in echt zonlicht. Kunstlicht in de vorm van een lamp werkt vaak minder efficiënt.
Multi-kristallijne zonnecellen
Een polykristallijne zonnecel heeft een blauwe of grijzige gevlekte kleur. Het rendement ligt tussen de 10 % en 13 %. De overige eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van monokristallijne zonnecellen. Het materiaal is in feite een restproduct van de mono-kristallijne halfgeleiderindustrie. Hierdoor is de prijs gunstiger. Doordat het samengesmolten resten zijn ontstaan de vlekkerige structuur van deze zonnecellen.
Budgetronics levert verschillende soorten mono-kristallijne zonnecellen. Ze hebben afhankelijk van de opbrengst verschillende afmetingen. Hoe groter ze zijn hoe meer energie ze leveren. Dergelijke kleine zonnecellen zijn goed te gebruiken om elektronica projecten op een milieuvriendelijke manier te voeden. Zoals je hierboven hebt kunnen lezen kunnen ze eventueel ook in serie of parallel geschakeld worden om grotere opbrengsten te genereren. Normaal gesproken zijn losse zonnecellen erg breekbaar maar het type zonnecellen zoals budgetronics ze levert zijn geplaatst op een zeer sterke onderlaag met daaroverheen een laag kunsthars. Prima geschikt voor hobby projecten en het betere knutselwerk.
Kijk ook even in onze webwinkel onder het menu "zonnecellen" voor ons assortiment aan zonnecellen.