Wanneer een zonnepaneel op het dak van een huis wordt geïnstalleerd, wordt zonlicht, een hernieuwbare energiebron, omgezet in elektrische energie. Hier volgt een stapsgewijze beschrijving van de energietransformaties die plaatsvinden:

1.Zonnestraling:Zonlicht, in de vorm van elektromagnetische straling, bereikt het dak waar het zonnepaneel zich bevindt.

2. Absorptie:De zonnepanelen zijn samengesteld uit fotovoltaïsche (PV) cellen gemaakt van halfgeleidermaterialen zoals silicium. Wanneer zonlicht op deze PV-cellen valt, absorbeert het halfgeleidermateriaal de fotonen van het licht.

3. Ladingsopwekking:De geabsorbeerde fotonen creëren een elektrische stroom in het zonnepaneel. De energie van de fotonen slaat elektronen los van hun atomen in de halfgeleider, waardoor positief geladen gaten en negatief geladen elektronen ontstaan. Dit proces wordt het fotovoltaïsche effect genoemd.

4. Ladingsscheiding:De halfgeleidercellen zijn ontworpen met een intern elektrisch veld dat helpt de positief geladen gaten en negatief geladen elektronen te scheiden. De positieve ladingen bewegen in de ene richting en de negatieve ladingen bewegen in de tegenovergestelde richting, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

5. Creëren van gelijkstroom (DC):De beweging van deze ladingen genereert een elektrische gelijkstroom (DC) in het zonnepaneel. Gelijkstroomstroom stroomt slechts in één richting.

6. DC naar AC-conversie:De meeste huishoudelijke apparaten en elektrische systemen gebruiken wisselstroom (AC), die periodiek van richting verandert. Om de door de zonnepanelen geproduceerde gelijkstroom om te zetten in wisselstroom wordt gebruik gemaakt van een omvormer. De omvormer zet gelijkstroom van het zonnepaneel om in wisselstroom.

7. Op het elektriciteitsnet aangesloten systemen:In op het elektriciteitsnet aangesloten zonnestelsels wordt de door de zonnepanelen opgewekte AC-elektriciteit rechtstreeks aan het elektriciteitsnet van het huis of gebouw geleverd. De elektrische stroom vormt een aanvulling op de stroom die wordt afgenomen van het nutsbedrijf, waardoor het elektriciteitsverbruik wordt verminderd en mogelijk overtollige stroom wordt gegenereerd die kan worden terugverkocht aan het net.

8. Batterijopslag (optioneel):Sommige zonnesystemen bevatten ook batterijopslag, waardoor overtollige energie die overdag wordt opgewekt, kan worden opgeslagen voor gebruik tijdens de nacht of in perioden met weinig zonlicht. De batterij slaat de gelijkstroom van de zonnepanelen op en kan indien nodig gelijk- of wisselstroom aan het huis leveren.

9. Gebruik van elektriciteit:De AC-elektriciteit van de zonnepanelen of de batterij (indien beschikbaar) wordt vervolgens door het hele huis gedistribueerd om lampen, apparaten en andere elektrische apparaten van stroom te voorzien, waardoor de noodzaak om elektriciteit volledig uit het elektriciteitsnet te halen, wordt vervangen.

Door zonlicht om te zetten in bruikbare elektrische energie, bieden zonnepanelen op daken een duurzame manier om schone en hernieuwbare elektriciteit op te wekken voor residentieel of commercieel gebruik.