Zonnepanelen. Deel 27 - warme wattjes.

Zonnepanelen, je ziet ze steeds vaker en hoort er steeds meer over.
In dit topic bespreken we alles wat met zonnepanelen te maken heeft. Van het paneel zelf, tot stekkers. Vragen over alles wat te maken heeft met het zonnepanelen kunnen natuurlijk altijd hier gesteld worden !



Een zonnepaneel of fotovoltaïsch paneel, kortweg PV-paneel is een paneel dat zonne-energie omzet in elektriciteit. Hiertoe wordt een groot aantal fotovoltaïsche cellen op een paneel gemonteerd. De zonne-energie die zo wordt opgevangen is een vorm van duurzame energie, met andere voor- en nadelen dan energieopwekking met fossiele brandstoffen.

Een zonnepaneel moet niet worden verward met een zonnecollector. Deze is op een ander principe gebaseerd, namelijk opwarming van een stromend medium, meestal water.

In de praktijk werkt men meestal met standaard panelen van bijvoorbeeld 60 vierkante zonnecellen van elk 156 mm zijde, wat overeenkomt met een afmeting van het paneel van ongeveer 1,6 m².

Deze panelen zijn opgebouwd uit 3 busbars, elk met 2 rijen cellen. Een standaard paneel is 100 cm bij 165 cm +/-.

Tegenwoordig zien we steeds vaker andere modellen verschijnen. Zo heeft Dunne Film een aparte afmeting. TSMC gebruikt 67cm bij 165cm en Solar Frontier gebruikt 100cm bij 125cm.



Fotovoltaïsche zonnepanelen benutten zonlicht of daglicht, waarbij door de absorptie van fotonen in de zonnecellen een spanning ontstaat die wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.

De wijze waarop silicium is verwerkt bepaalt de kwaliteit van het paneel. Er zijn drie soorten, te weten: monokristallijn, polykristallijn en amorf (ook wel Dunne Film genoemd).

o Monokristallijn: De zonnecellen in een monokristallijn zonnepaneel bestaan uit één kristal. Het oppervlak van monokristallijne zonnecellen heeft geordende elektroden en is egaal zwart. Deze zonnepanelen hebben het hoogste rendement. Monokristallijne zonnepanelen hebben enkele procenten meer opbrengst dan polykristallijne. Deze panelen zijn duurder, maar hebben een hoger rendement per oppervlakte. De beste keuze voor het behalen van een maximale rendement en bij een beperkte ruimte.

o Polykristallijn: In een polykristallijn zonnepaneel bevinden zich zonnecellen die bestaan uit meerdere grove kristallen. Een polykristallijne zonnecel vertoont een soort gebroken schervenpatroon. De polykristallijne zonnepanelen zijn gunstig geprijsd en bieden een redelijk hoog rendement, hoewel minder rendement dan monokristallijne zonnepanelen. Wanneer er genoeg ruimte op een dak aanwezig is, is dit de beste keuze.

o Amorf: In een dunne-filmzonnepaneel wordt amorf silicium gebruikt. Amorfe zonnepanelen bevatten geen kristallen maar poeder. Hierdoor zijn ze zeer buigzaam. Deze panelen zijn beter geschikt in minder-licht situaties zoals Oost of West, lage helling of hoge helling.



Omvormers

De meeste zonnepanelen worden via een omvormer (inverter) aan het elektriciteitsnet gekoppeld. Systemen die aan het elektriciteitsnet zijn gekoppeld sluizen de energie die niet wordt gebruikt, door naar het energiebedrijf, dit heet salderen. In dat geval loopt de verbruiksmeter achteruit (bij Slimme Meters is er een extra telwerk voor saldering) zolang in huis minder elektriciteit wordt gebruikt dan het zonnepaneel levert. Systemen die aan het elektriciteitsnet gekoppeld worden, zijn netgekoppelde decentrale opwekkers.

De omvormer converteert de gelijkspanning van de zonnepanelen naar de wisselspanning van het lichtnet. Daarbij moet de fase gelijk zijn. Is het lichtnet uitgevallen, dan kan de omvormer niet werken. Netgekoppelde opwekkers kunnen dus niet dienen om een stroomstoring te overbruggen.

Door naast zonnepanelen ook een warmtepomp aan te schaffen bespaart je niet alleen op je energie, maar op uw gasrekening.

Micro-omvormers
Dit product wordt eigenlijk maar door 1 producent gemaakt, Enphase. Er zijn anderen, maar Enphase is de absolute koploper met dit product.
Het voordeel van Enphase is dat ze 20 jaar garantie hebben en er geen (grote) string omvormer meer in huis hangt. Om te kunnen monitoren is er wel een zogenaamde Envoy nodig. Het management systeem van Enphase.
In normale situaties is deze oplossing echter duurder dan optimizers, daarom zie je dit (in Nederland) dan ook niet vaak. Bij kleine systemen (tot een paneel of 8) is de prijs gelijk of iets lager dan een stringomvormer met optimizers.

Parallel of Serie geschakeld
Afhankelijk van de situatie kies je voor parallel of serie geschakeld.
Een normale string omvormer is altijd serie geschakeld, er worden strings gemaakt waarin elk paneel gekoppeld is, of meerdere strings afhankelijk van het aantal panelen.

Parallel geschakeld betekend niets meer dan dat elk paneel zelfstandig en alleen kan werken. De panelen worden nog steeds in strings opgebouwd maar zijn nu niet meer afhankelijk van elkaar. Als 1 paneel schaduw krijgt, of om welke reden dan ook minder opwekt, dan werken de andere panelen gewoon door.
Parallel schakelen kan op 2 manieren, optimizers (op een normale string omvormer) of Micro-omvormers.

Optimizers
In de optimizer wereld zijn 2 grote jongens. De meest bekende is SolarEdge.
Hier koop je een omvormer én optimizers van SolarEdge, deze kunnen niet gemixt worden met andere merken, SolarEdge omvormers werken ook niet zonder optimizers.
De andere is Tigo Energy. Deze optimizers zijn inzetbaar op elke omvormer (behalve SolarEdge).

Er zijn behoorlijk wat verschillen tussen Tigo en SolarEdge.
SolarEdge werkt in de regel iets mooier, en dankzij hun nieuwe HD Wave lijn zijn ze ook een stuk meer concurrerend qua prijs. Voorheen was het goedkoper om met Tigo te werken doordat de omvormer keuze vrij was, en er dus gekozen kon worden voor een goedkope omvormer.
De prijs van de optimizers is nagenoeg gelijk.

Bij Tigo energy is er echter ook een management unit nodig en een gateway per dakvlak.
Deze kosten (bij 1 dak) al snel 225 euro ex. BTW.



Een aantal basis begrippen
o Vermogen (W, watt)
Het vermogen van een zonnepanelen wordt uitgedrukt in watt. 1 watt is de hoeveelheid stroom die geproduceerd of verbruikt wordt per seconde. Het wattage van een zonnepanelen geeft het vermogen weer dat een zonnepaneel in 1 uur kan opwekken.
o Piek vermogen (Wp, wattpiek)
Wattpiek, ook wel Wp, is het maximale vermogen van het zonnepaneel. Dit vermogen geeft aan hoeveel watt een zonepaneel onder ideale omstandigheden per seconde kan produceren. Gemiddeld is het vermogen van een zonnepaneel tussen de 260-300Wp.
o Kilowattuur (kWh)
Kilowattuur is eenheid in stroom die gebruikt wordt bij zowel verbruik als productie. Een gemiddeld gezin in een rijtjeswoning gebruikt zo'n 3.500kWh.
1kWh staat gelijk aan 1000W gedurende 1 uur.
o Poly (Multi)
Meerdere kristallen van silicium in 1 cel
o Mono
1 enkel kristal in 1 cel
o CIS (CIGS) (ook wel Dunne Film genoemd)
Copper Indium Selenide (Copper Indium Galliumselenide)
o Salderen
The terug leveren van stroom tegen vergoeding aan de energiemaatschappij (op dit moment in Nederland onbeperkt en onbelast toegestaan)
o Prijs per Wp
Een vergelijkingsmiddel voor het vermogen ten opzichte van de investering. De prijs per Wp wordt berekend door de totale investering (incl. of excl. BTW) te delen door het vermogen van de totale installatie in Wp. Bijvoorbeeld: een investering van ¤ 5.000 excl. BTW voor een installatie van 3500WP heeft een prijs per Wp van ¤ 1,43
o Prijs per kWh
Een vergelijkingsmiddel voor de opbrengst ten optzichte van de investering. De prijs per kWh wordt berekend door de totale investering (incl. of excl. BTW) te delen door het de geschatte opbrengst van de totale installatie in kWh. Bijvoorbeeld: een investering van ¤ 5.000 excl. BTW voor een installatie van 3500kWh heeft een prijs per kWh van ¤ 1,43
Door de prijs per kWh te delen met uw huidige energietarief, berekend u ook gelijk de terugverdientijd. Bijvoorbeeld: Prijs per kWh die u betaalt: ¤ 0,20. ¤ 1,43 gedeeld door ¤ 0,20 = 7.15 jaar.



Zonnepanelen kunnen op vrijwel elk dak gemonteerd worden, op elke situatie is wel een oplossing te verzinnen.

De meest voorkomende zijn:
Schuin dak
Dakpannen (met dakhaken of geschroefd)
Bitumen (geschroefd)
Staal (bijvoorbeeld van der Valk)
Golfplaat (stokschroefen)
Riet (in riet gedekt)
In-dak systeem (in plaat van dakpannen)
In-pan systeem (komt bijna niet voor)

Plat dak
Losse rijen (landscape of portrait), bijvoorbeeld Solar Construct, Esdec Flatfix Fusion, Ubbink bakken.
Maatwerkframe, hierbij worden de rijen doorgebouwd de hoogte in, om geen ruimte te verliezen op het dak. De helling is lager en het frame wordt op maat gebouwd (de kosten zijn wat hoger). Wordt veel gebruikt wanneer de ruimte beperkt is en er zo veel mogelijk stroom nodig is
Oost-West, bij een (voornamelijk) schaduw vrij dak kan er ook gekozen worden voor oost-west opstellingen. Hierbij gaat het rendement per paneel omlaag, maar kan het dak maximaal benut worden omdat de rijen tegen elkaar aanstaan. Oost-west wordt meestal landscape gemonteerd, maar kan ook portrait.

Veld opstellingen
In principe hetzelfde als plat, maar de grond dient enigszins afgewerkt te zijn. Dit kan door middel van grind (een soort perkje) waarop de frames (of bakken) komen te staan.
Ook kunnen er palen de grond in geslagen worden, waarop de rails en later de panelen gemonteerd worden. Deze zijn ook weer in tientallen opties te verkrijgen, de meest luxe is met meedraaiende panelen (zon-volgend).



Garanties
Een van de meest gestelde vragen is de garantie, en dit is ook zeker belangrijk. Maar staar je niet blind op iemand die 20 jaar garantie biedt op iets wat niet stuk gaat (normaal).
De markt-standaard garanties zijn als volgt:
Zonnepanelen 10-12 jaar product garantie, 25-30 jaar opbrengst garantie
Omvormers 5-12 jaar (SMA en ABB gebruiken 5, de rest voornamelijk 10, SolarEdge 12)
Optimizers 10-12 jaar (Tigo 10, SolarEdge 12)
Bekabeling 25 jaar
Montage systeem 20-25 jaar
Micro-Omvormers 20 jaar
Installatie zelf (door installateur) 1-5 jaar, deze wordt voornamelijk gebruikt voor lekkage bij dak/gevel doorvoer. Hier kom je al snel achter, dus langere garantie zegt hier vrij weinig.
Het verzakken van het systeem komt eerder door het dak (of storm) dan door de manier van monteren. Dus deze garantie claimen is meestal niet zo maar gedaan.

Garantie verlengen gebeurd nog wel eens op omvormers. Dit is ook het enige product wat gegarandeerd kapot gaat naar verloop van tijd. In de regel gaan omvormers 10-12 jaar mee. Langer kan altijd, maar net als bij een CV vervang je deze liever voordat hij kapot gaat. Dan zit je namelijk tijdelijk zonder.
Afhankelijk van het merk is verlengen goedkoop of prijzig. Voor SMA is het best duur (beginnen bij 5 jaar, verlengen naar 15-20 is dan 75% van de prijs van een nieuwe omvormer ongeveer).
SolarEdge begint bij 12, dus verlengen naar 15 is niet bijzonder duur. Reken op 200 euro.


Herkomst producten
Het nummer 1 land, je raad het al, is China. De meeste producten komen hier vandaan en zij hebben met stip de nummer 1 positie als fabrikant.
Ook Duitse merken laten hun panelen voornamelijk in China maken en zetten het laatste deel in Duitsland in elkaar om de sticker "Fabricated in Germany" te kunnen gebruiken. Dit maakt het geen Duits paneel.

Er zijn maar een handje vol grote merken die volledig in Duitsland worden gemaakt. En die panelen zijn niet (omdat ze Duits zijn) beter dan die uit China komen.
De grootste/beste merken komen voornamelijk uit China, dus Chinees is helemaal geen probleem.

Het nummer 1 merk is overigens Sunpower (USA) (ook veruit de duurste) voor panelen en SMA (DE) voor omvormers.

Hoeveel invloed heeft de warmte eigenlijk op de werking van de omvormer? Van de panelen weet ik het. Gisteren 59° gezien in de omvormer, dus als het zou helpen als ik daar een fan opzet?

Gisteren wel 1 kWh weer meer dan donderdag, die wind heeft wel iets geholpen. (En dan zou je zeggen dat het niet veel uitmaakt voor de omvormer)

Hier vandaag 15,5. Gisteren nog 19,5. Maar alleen eind van de dag veel bewolking, tot een uur of 3 volle opbrengst, daarna beetje op en af..