Monokristallijne (zwarte) zonnepanelen

Zoals het woord monokristallijn doet vermoeden, bestaan de zonnecellen uit 1 kristal. Waar polykristallijne zonnecellen uit meerdere samengesmolten blokken silicium bestaan, is dit bij monokristallijne cellen uit één en dezelfde kristal.

Alles start met één enkele kleine blok silicium, ook wel de kiem of zaad genaamd. Deze wordt ondergedompeld in gesmolten silicium van zuivere kwaliteit bij een temperatuur van 1500 graden. Langzaam aan, een proces welke tot 48 uur duurt, wordt de kiem al draaiend uit de gesmolten silicium gehaald. Het einderesultaat is éen grote zuivere cilindervormige kristal van silicium welke verder uit de kiem gegroeid is. 

Dit productieproces is ook bekend als het ‘Czochralski’ proces, genaamd naar de Poolse wetenschapper Jan Czochralski welke deze smeltmethode in 1915 uitvond.

Monokristallijne zonnepanelen herken je niet enkel door hun donkere kleur. Wanneer je van dichterbij kijkt naar de zonnecellen merk je 2 verschillen op tegenover polykristallijne zonnepanelen:

• De zonnecel is egaal van kleur en je merkt duidelijk dat dit uit één solide geheel (kristal) bestaat. Dit heeft te maken met het smeltproces waar alles wordt samengesmolten tot één grote kristal. Tegelijk is dit ook waarom ze een beter rendement behalen. Bij één grote kristal kunnen de elektronen beter bewegen binnen de cel en botsen niet met andere kristallen waardoor er rendementsverlies optreedt
• De zonnecel is niet vierkant maar heeft afgesneden hoeken (welke lichtjes cirkelvormig zijn van de oorspronkelijke cilinder vorm). Dit komt ook door het smeltproces waarbij de silicium een cilindervorm heeft waar de zonnecellen uit worden gesneden. De eerste monokristallijne zonnepanelen bestonden uit ronde zonnecellen maar hierbij gaat te veel oppervlakte verloren tussen de zonnecellen.

Voordelen monokristallijne zonnepanelen

• Het grootste voordeel aan monokristallijne zonnepanelen is het hoger rendement. Met rendement wordt hierbij het percentage aan zonlicht welke kan omgezet worden in elektriciteit. Bij polykristallijne zonnepanelen bedraagt dit gemiddeld tussen de 14% a 16%, waar dit bij monokristallijne panelen tussen de 16% tot 20% bedraagt. Hoogrendement zonnepanelen van Sunpower, LG en Panasonic gaan zelfs boven de 20%, waar de X-23 serie van Sunpower bijna 23% aan rendement behaalt. Per paneel vertaalt dat zich in een opbrengst van 270Wp tot 330Wp, met de laatste nieuwe panelen uitschieters tot  zelfs 340 tot 370Wp (LG Neon 2 en Sunpower X-22 serie) voor een standaard zonnepaneel met 60 zonnecellen.
• Esthetische oplossing. Vaak worden monokristallijne zonnepanlen gekozen omwille van hun esthetisch aspect. Door hun donkere kleur zijn ze meer geschikt voor donkere daken. De laatste jaren hebben veel zonnepanelen merken hier slim op ingespeeld door 'all black' zonnepanelen aan te bieden waar ook de backsheet (achterkant) en frame zwart is.
• Minder oppervlakte nodig. Voor daken met minder (ideaal) oppervlakte zijn monokristallijne aangewezen. Door het hogere rendement is er namelijk minder oppervlakte nodig.
  • Voorbeeld: een gezin van 4 personen met een jaarlijks  verbruik van 4000kWh en een noord-zuid zadeldak waarbij de zuidwaarse kant een oppervlakte heeft van 32 vierkante meter (8m breed op 4m lang). Hier is plaats voor maximaal 14 panelen
    • Polykristallijn paneel van 270Wp * 14 panelen =  3400kWh (3780Wp)
    • Monokristallijn paneel van 330Wp * 14 panelen = 4150kWh (4620Wp)
  • Conclusie: Enkel met monokristallijne zonnepanelen kan voldoende elektriciteit worden opgewekt om 100% van het jaarlijkse verbruik te dekken. Met polykristallijne zonnepanelen zijn er 3 extra panelen nodig om dezelfde opbrengst te behalen.

Nadelen monokristallijne zonnepanelen

• Hogere kostprijs. De reden hiervoor is dat het productieproces duurder is dan bij monokristallijne zonnepanelen. Dit komt door de hogere smelttemperaturen en ingewikkelder smeltproces welke tot 48 uur in beslag neemt. Monokristallijne zonnepanelen kosten ongeveer 15% meer per zonnepaneel al is door het betere rendement en relatieve EUR/Wp vrijwel gelijk.
• Meer restafval bij productie. Al is dit voor de consument niet echt een nadeel, bij de productie van monokristallijne zonnecellen is er meer restafval. Dit komt omdat de uiteindelijke cilindervormige silicium baar aan vier zijden wordt gesneden zodat deze een (bijna) vierkanten vorm krijgt zodat het oppervlakte op het paneel zelf maximaal benut kan worden.

Merken

Vrijwel elk merk biedt monokristallijne zonnepanelen aan. Enkele merken welke zich vooral specialiseren in dit type panelen zijn Sunpower, LG en Panasonic. 

Het vermogen van de meeste zonnepanelen merken welke monokristallijne panelen aanbieden ligt rond de 300Wp tot maximaal 330Wp. Hieronder een overzicht van de bekendere merken en het maximale vermogen van hun best presterende zonnepaneel:

• SunPower
• JA Solar (310 Wp)
• LG (370Wp)
• Panasonic (330Wp)
• Axitec (300Wp)
• Solarwatt
• SolarWorld (300Wp - Sunmodiule Plus SWA)
• BenQ AUO (330Wp - SunBravo en SunForte modellen)
• Canadian Solar

Hoogrendement zonnepanelen

Enkele merken bieden ook hoogrendement zonnepanelen, deze zijn altijd monokristallijne zonnepanelen. Enkele van de bekendere merken zijn Sunpower en LG.

• LG Solar: Met de LG NeON R heeft LG een zonnepaneel ontwikkeld met een vermogen tot 370Wp en een rendement van 21.4%. Samen met de Sunpower X-serie is dit het zonnepaneel met het hoogste vermogen op de residentiële markt. LG Solar geeft ook 25 jaar productgarantie op dit paneel een een vermogengarantie van 88.4% op 25 jaar. 
• Sunpower: Met de X-22 serie van Sunpower heeft het bedrijf een stevig zonnepaneel ontwikkeld met een hoog vermogen. Met 360Wp aan standaard vermogen en een positieve tolerantie van 5% kan het maximaal tot 378Wp leveren. Daarmee is het paneel samen met de LG NeON R het hoogst performerende  hoogrendement paneel welke vandaag beschikbaar is op de residentiële markt.

Er zijn nog panelen welke meer vermogen in WP leveren al zijn dit wel vooral commerciële panelen welke beschikken over 72 zonnecellen en groter zijn.

Full black (all black) zonnepanelen

Vele installateurs bieden sinds enkele jaren ‘full black’ zonnepanelen aan. Dit zijn monokristallijne panelen waarbij de backsheet (waarop de zonnecellen bevestigd zijn en samen een zonnepaneel vormen) en frame zwart gekleurd zijn. Hierdoor krijg je een volledig zwart (of donker) zonnepaneel zonder zilverkleurige aluminium rand of backsheet (tedlar-folie) welke normaal wit van kleur is maar hier zwart is.

Deze zonnepanelen worden voornamelijk gebruikt omwille van esthetische redenen bij zwarte of donkere daken. Het enige (kleine) nadeel aan deze zonnepanelen is dat ze door hun zwarte backsheet en frame warmer worden waardoor ze een klein rendementsverlies hebben aangezien warme temperaturen een negatieve invloed hebben op het rendement.

Enkele merken welke bekend zijn voor hun all black panelen zijn:

• SunPower
• Panasonic
• Axitec
• Solarwatt
• SolarWorld 
• BenQ