Efficiëntie (η) is de verhouding van bruikbare energie die een machine verlaat tot energie die erin gaat; het wordt doorgaans uitgedrukt als een percentage. Hoe meer zonlicht door zonnepanelen wordt omgezet in elektrische energie, hoe efficiënter ze zijn.
Zonnepanelen met een hoog rendement zijn duurder, maar vereisen minder ruimte. Hierdoor zijn ze een goede optie voor huiseigenaren met een klein dak.
De efficiëntie van een fotovoltaïsche (PV) cel, gebaseerd op het type silicium en het celontwerp, en de totale paneelefficiëntie , gebaseerd op de celindeling, configuratie en het paneeloppervlak, zijn de twee belangrijkste factoren die de efficiëntie van een zonnepaneel bepalen.
Door een groter oppervlak te creëren om zonlicht op te vangen, kan het vergroten van de paneelgrootte ook de efficiëntie verhogen. De krachtigste zonnepanelen kunnen nu tot 700W aan elektriciteit produceren. De twee factoren, PV-celefficiëntie en paneelefficiëntie, worden hieronder verder beschreven:
Efficiëntie van fotovoltaïsche (PV) cellen
De celstructuur en het gebruikte substraat – meestal P-type silicium of N-type silicium – bepalen de effectiviteit van de cel. De vulfactor (FF), oftewel het hoogste conversierendement van een PV-cel bij de optimale bedrijfsspanning en -stroom, wordt gebruikt om de celefficiëntie te bepalen.
De efficiëntie (η) van het paneel wordt aanzienlijk beïnvloed door de celarchitectuur. De siliciumsoort, busbarconfiguratie , junctie en passiveringstype zijn belangrijke kenmerken.
Door het zeer zuivere N-type siliciumsubstraat en de afwezigheid van verliezen door afscherming van de busbar, hebben panelen die zijn geconstrueerd met dure IBC-cellen momenteel het hoogste rendement (21-23%). Panelen gemaakt met de meest recente monokristallijne PERC-, N-type TOPCON- en geavanceerde heterojunctiecellen (HJT) hebben echter rendementen die aanzienlijk hoger liggen dan 21%.
Lees ook: Wat is een elektrochemische cel?
Paneel efficiëntie
Onder standaard testomstandigheden (STC) wordt het rendement van een zonnepaneel berekend met een celtemperatuur van 25 °C, een zonne-instraling van 1000 W/m² en een luchtmassa van 1.5.
Het maximale vermogen, of Pmax (W) bij STC, wordt in feite bepaald door het totale paneeloppervlak , uitgedrukt in vierkante meters, te delen door het rendement (%) van het paneel.
Tal van variabelen, zoals temperatuur, bestralingsniveau, celtype en celinterconnectie, kunnen de algehele effectiviteit van een paneel beïnvloeden.
De meest effectieve panelen zijn die welke zijn gemaakt met geavanceerde Interdigitated back contact of IBC-cellen, gevolgd door heterojunction (HJT)-cellen, TOPcon-cellen, half-cut en multi-busbar monokristallijne PERC-cellen, shingle-cellen en 60-cellen (4-5 busbar) monocellen.
De minst effectieve en goedkoopste panelen zijn doorgaans polykristallijne of multikristallijne panelen met 60 cellen.
