Zonnepanelen

Wat zijn zonnepanelen?
Een zonnepaneel is een verzameling van een groot aantal zonnecellen. Een ander woord dat wel gebruikt wordt voor zonnepanelen is fotovoltaïsche cel (afgekort PV-systeem, van het engelse photovoltaic cell) genoemd.

Waar worden zonnecellen van gemaakt?
Zonnecellen worden gemaakt van silicium, een halfgeleidermateriaal.
Dat silicium bestaat uit twee lagen. Onder invloed van licht gaat er tussen de twee lagen een elektrische stroom lopen. Om het geheel te beschermen wordt het tussen twee transparante platen geplaatst. Deze waren eerst van glas, maar tegenwoordig ook van diverse transparante kunststoffen gemaakt.

Hoe werkt een systeem van zonnepanelen?

Hieronder wordt in een viertal stappen uitgelegd hoe een dergelijk systeem van zonnepanelen werkt.

1. Het zonnepaneel zet zonlicht om naar elektrische energie. Ze worden geplaatst op een (hellend) dak. Bij een plat dak worden de zonnepanelen op een metalen frame geplaatst zodat de panelen optimaal op de zon gericht kunnen worden.

Wanneer een aantal zonnepanelen naast elkaar worden geplaatst, heet dat een zonnepaneelsysteem ofwel een PV-systeem.

Gemiddeld leveren zonnepanelen jaarlijks 80 kWh elektriciteit per m2 per jaar op. Bij toepassing van 3 panelen, scheelt dit voor een gemiddeld gezin dan al snel 500-600 kWh elektriciteit per jaar! Dit is ruim 10 tot 15% van het energieverbruik!

2. De omvormer zet de gelijkspanning om in (230 V) wisselspanning
Dichtbij de zonnepanelen, bijvoorbeeld op zolder, wordt de omvormer geplaatst. Met een omvormer wordt van de elektrische energie 230 volt wisselspanning gemaakt. De omvormer wordt aangesloten op een stopcontact.

3. De opgewekte elektriciteit kan direct in uw woning worden toegepast
Vervolgens wordt deze elektriciteit toegevoegd aan het elektriciteitsnetwerk van uw woning. De opgewekte elektriciteit wordt dan gebruikt door elektrische apparaten die in werking zijn.

4. Overtollige elektriciteit wordt aan het openbare elektriciteitsnet teruggeleverd, zodat u rendement op uw zonnepanelen kunt behalen. Als er geen, of niet voldoende vraag is van apparaten, dan wordt de teveel opgewekte elektriciteit teruggeleverd aan het openbare elektriciteitsnet. Zo leveren de zonnepanelen u extra rendement op.

Betaalbare duurzaamheid.
Doordat de ontwikkelingen van zonnepanelen in volle gang is stijgt hierdoor het rendement en nemen de kosten af. Met de snelle vooruitgang van de techniek en de stimuleringsmaatregelen van de overheid heeft nu ook het grote publiek deze nieuwe energievorm omarmd. Dankzij de moderne techniek en het verdwijnen van de eerdere vergunningplicht, is een set zonnepanelen tegenwoordig zelfs in ons koude kikkerlandje rendabel. De Nederlandse overheid streeft ernaar om in 2020 20% procent van de energie op te laten wekken uit duurzame bronnen. Zonne-energie is daarbij een belangrijke pijler in deze doelstelling, omdat alternatieve bronnen als windenergie vaak veel bezwaren oproepen.

Zijn zonnepanelen rendabel?
Voor zonnepanelen geldt voor de terugverdientijd de volgende vuistregel: Gemiddeld is de terugverdientijd inclusief installatie 8-9 jaar (zonder subsidie). En 7-8 jaar als je de installatie van de zonnepanelen zelf doet.

In Nederland is de opbrengst van zonnepanelen het grootst als ze op het zuiden gericht zijn. De opbrengst is ook afhankelijk van de dakhoek (ideaal is circa 35 graden). Het rendement van zonnepanelen verandert als het dak een andere richting heeft. Dat rendement daalt met ongeveer 10% als je dak meer naar het oosten gericht is.

Zonnepanelen in Nederland?
Zonnepanelen zijn in Nederland ook zeer bruikbaar. Dit komt omdat zonnepanelen ook energie opwekken bij bewolkt weer. Uiteraard wel met een lagere opbrengst maar toch. Wolken houden slechts een deel van het zonlicht tegen, de rest wordt verspreid. Was dit niet het geval, dan zou het bij bewolking donker zijn als de nacht!

De opbrengst van zonnepanelen
De opbrengst van zonnepanelen is afhankelijk van een aantal factoren

• Hoe is de schakeling van de zonnepanelen. Zijn deze parallel of in serie geschakeld?
• Wat is het rendement van het type zonnepaneel
• De hellingshoek van het dak en de positie op de windrichting. Een dakhelling van ca 35° heeft de voorkeur met een windrichting van 5° west t.o.v. zuiden.
• De hoeveel zoninstraling. Hoe meer zonuren hoe meer rendement.
• Plaatsing van de omvormer in de buurt van het PV-systeem. Hoe korter de afstand hoe minder verlies er optreedt.
• Een jaarlijks onderhoud in de zin van reiniging kan geen kwaad en zorgt voor een maximale zoninstraling. Er kan dan geen vervuiling optreden door o.a. stof en vogelpoep.

Terugverdientijd zonnepanelen
De terugverdientijd van de zonnepanelen is afhankelijk van de volgende factoren.

• Allereerst is de prijs een belangrijke factor.
• De kosten van de randapparatuur zoals de omvormer, consoles, bekabeling, meetapparatuur, montagesets.
• Het vermogen van het zonnepaneel systeem.
• Houd rekening met het feit dat de omvormer na ca.10 jaar vervangen dient te worden
• De installatiekosten van de zonnepanelen
• De prijsstijging van stroom. De afgelopen 10 jaar was deze ca. 5% per jaar)
• De stroomprijs (€ 0.23,- per kW (2012/2013)
• De levensduur van de zonnepanelen. Tenminste 25 jaar.
• Het verlies aan rendement. De eerste tien jaren gegarandeerd 90%. Bij berekening van 25 jaar kunt u rekenen met 80%.

 Voorbeeld voor een terugverdientijd bij aanschaf van zonnepanelen.

Aangezien de ontwikkeling snel gaan kan het zijn dat op het moment van lezen e.e.a. is achterhaald en (minder) gunstiger kan zijn voor uw sitatie.

Bij deze berekening gaan we uit van een gemiddeld gebruik van een gemiddeld gezin. Een gemiddeld gebruik voor een huishouden van 4 personen is ca. 3500 kwh.

Dit gezin wil graag de helft (50%)van hun elektrische energie via zonnepanelen opwekken. Dit betekent dus dat er ca. 2250kWh door zonnepanelen moet opgebracht worden.

Uitgaande van een factor 0.85 voor de opbrengst is er een systeem nodig van 2250kWh/0.85 = 2100Wp.

Een dergelijk systeem kost ongeveer €5000,- inclusief de installatiekosten.

De besparing per jaar is ongeveer 1750kWh. In euro’s is dat 1750 x €0.23 = €400,-. Omdat de stroomprijs elk jaar stijgt met ca. 5% wordt de jaarlijkse besparing bij een gelijkblijvend verbruik ook steeds groter.

Als we dan kijken naar de terugverdientijd (TVT) komen we uit op  ongeveer 8-9jaar. Na deze periode hebben zij nog 16-20jaar gratis elektricteit van de zonnepanelen.

Noot:
In de bovenstaande berekening is geen rekening gehouden met de omvormer die ca. 10jaar mee gaat. De vervanging van deze omvormer is niet meegenomen in de TVT.

In bovenstaande berekening is uitgegaan van een prijs voor een kwh van €0.23 (peildatum 01-01-2012). In deze kWh zijn geen netwerkkosten meegenomen.

Jaar	Prijs per kWh.	Verbruik	Opbrengst per jaar	Totale opbrengst
1	€ 0,230	1750	€ 402,5	€ 402,5
2	€ 0,242	1750	€ 422,6	€ 825,1
3	€ 0,254	1750	€ 443,8	€ 1.268,9
4	€ 0,266	1750	€ 465,9	€ 1.734,8
5	€ 0,280	1750	€ 489,2	€ 2.224,1
6	€ 0,294	1750	€ 513,7	€ 2.737,8
7	€ 0,308	1750	€ 539,4	€ 3.277,2
8	€ 0,324	1750	€ 566,4	€ 3.843,5*
9	€ 0,340	1750	€ 594,7	€ 4.438,2
10	€ 0,357	1750	€ 624,4	€ 5.062,6
11	€ 0,375	1575	€ 590,1	€ 5.652,7
12	€ 0,393	1575	€ 619,6	€ 6.272,2
13	€ 0,413	1575	€ 650,5	€ 6.922,8
14	€ 0,434	1575	€ 683,1	€ 7.605,9
15	€ 0,455	1575	€ 717,2	€ 8.323,1
16	€ 0,478	1575	€ 753,1	€ 9.076,2
17	€ 0,502	1575	€ 790,7	€ 9.866,9
18	€ 0,527	1575	€ 830,3	€ 10.697,2
19	€ 0,554	1575	€ 871,8	€ 11.569,0
20	€ 0,581	1575	€ 915,4	€ 12.484,4
21	€ 0,610	1418	€ 865,0	€ 13.349,4
22	€ 0,641	1418	€ 908,3	€ 14.257,7
23	€ 0,673	1418	€ 953,7	€ 15.211,4
24	€ 0,706	1418	€ 1.001,4	€ 16.212,8
25	€ 0,742	1418	€ 1.051,5	€ 17.264,3

*) In het achtste jaar is de aanschaf van het zonnepaneel systeem terugverdiend.

De totale opbrengst van de zonnepanelen over 25 jaar bedraagt € 17.264,-. De investering bedroeg € 4.000,-. Het systeem heeft totaal € 13.264,- opgeleverd.
Over de totale levensduur van 25 jaar, levert het systeem gemiddeld per jaar
€ 690,- aan stroom.
De kosten van het systeem over 25 jaar bedragen gemiddeld € 160,- per jaar. Het systeem levert gemiddeld per jaar een voordeel op van € 530,-.