Zonnepanelen genereren een hoge spanning maar een lage stroom, voornamelijk vanwege hun inherente ontwerp en de aard van de conversie van zonne-energie. Zonnepanelen bestaan uit fotovoltaïsche cellen die elektriciteit opwekken wanneer ze worden blootgesteld aan zonlicht. Elke fotovoltaïsche cel produceert bij verlichting een bepaalde spanning (doorgaans ongeveer 0,5 tot 0,6 volt). Om de spanning te verhogen tot bruikbare niveaus (bijvoorbeeld 12V, 24V), zijn veel cellen in serie geschakeld. Deze serieschakeling telt de spanningen van elke cel op, wat resulteert in een hogere totale uitgangsspanning van de zonnepanelen.
De stroom die door elke individuele cel wordt geproduceerd, is echter relatief laag. Wanneer cellen in serie zijn geschakeld, blijft de stroom dezelfde als die geproduceerd door een enkele cel, omdat de stroom bij serieschakelingen niet optelt. Hoewel de spanning toeneemt, blijft de totale stroomopbrengst dus laag in vergelijking met wat van een enkele cel mag worden verwacht.
Het kan zijn dat uw zonnepaneel volt maar geen versterkers produceert vanwege verschillende mogelijke redenen. Een veel voorkomend probleem kan schaduw of gedeeltelijke schaduw van het paneel zijn. Wanneer zelfs maar een klein deel van het paneel in de schaduw staat, produceren de getroffen cellen aanzienlijk minder stroom, soms helemaal geen stroom, ook al blijft de spanning relatief hoog. Een andere reden kan een defecte bypass-diode zijn of een verbindingsprobleem binnen het paneel of de gehele array, waardoor de stroom niet goed kan stromen.
De spanning is hoog als de stroom laag is in zonnecellen, voornamelijk vanwege de elektrische eigenschappen van fotovoltaïsche cellen. Zoals eerder vermeld, produceren zonnecellen een bepaalde spanning, afhankelijk van de intensiteit van het licht dat erop valt. Wanneer cellen in serie worden geschakeld om een zonnepaneel te vormen, wordt de spanning over de serie opgeteld, wat resulteert in een hogere totale uitgangsspanning. Omdat de stroom bij serieschakelingen echter niet optelt, blijft de totale stroomuitvoer relatief laag in vergelijking met de spanning.
Of een hogere spanning beter is voor zonnepanelen hangt af van de toepassing. Een hogere spanning is in bepaalde scenario’s voordelig, bijvoorbeeld bij het verzenden van stroom over lange afstanden (lagere verliezen als gevolg van lagere stroom), of bij het opladen van batterijen die hogere spanningsinvoer vereisen. Voor direct gebruik of laadsystemen die een hogere stroom vereisen, is een balans tussen spanning en stroom echter essentieel. Het gaat vaak meer om het afstemmen van de elektrische eigenschappen van het zonnepanelensysteem op de eisen van het laad- of opslagsysteem.
De stroom neemt af wanneer de spanning in zonnecellen toeneemt als gevolg van de manier waarop fotovoltaïsche materialen reageren op licht en elektriciteit opwekken. Zonnecellen hebben een kenmerk dat de stroom-spanningscurve (I-V) wordt genoemd en die laat zien hoe de stroomopbrengst verandert bij variërende spanning. Naarmate de spanning over de cel toeneemt, heeft de stroom de neiging af te nemen omdat de interne weerstand van de cel en de materiaaleigenschappen de hoeveelheid stroom beperken die bij hogere spanningen kan stromen. Deze relatie is cruciaal om te begrijpen hoe de prestaties van zonnepanelen onder verschillende lichtomstandigheden en belastingsvereisten kunnen worden geoptimaliseerd.