info@ro-home-timmerwerk.nl | +31 (0) 6 455 36 143

Zonnepanelen

 Wat is een zonnepaneel?

Een zonnepaneel is een verzameling van een groot aantal zonnecellen. Een ander woord voor zonnepanelen dat gebruikt wordt is PV paneel dat afkomstig is van het Engelse PhotoVoltaic cel.

Werking van zonnepanelen
Door het zonlicht dat op een zonnepaneel schijnt worden er aan de bovenkant van een zonnepaneel elektronen losgeweekt. Als gevolg hiervan ontstaat er een vrij elektron met een bijbehorend gat.

Op het bovenvlak ontstaat er een ongelijke ladingverdeling die een elektronisch veld oplevert op het grensvlak. De elektronen kunnen maar één kant op. Als gevolg hiervan ontstaat er een spanningsverschil tussen de bovenkant en onderkant van het paneel. Door deze bovenkant en onderkant met elkaar te verbinden gaat er een stroom lopen door de verbindingsdraad. Omdat de spanning over de zonnecel erg laag is (slechts een halve volt), worden vaak meerdere zonnecellen in serie aan elkaar verbonden in een zonnepaneel.

Vervolgens zal er een omvormer (transformator) geplaatst moeten worden. Deze zorgt ervoor dat de spanning van een serie zonnepanelen (meestal rond de 24V gelijkstroom) wordt omgezet in een wisselstroom van 230V.

dbrht-zonnepanelen-zpwd01

De productie van zonnecellen
De meeste zonnecellen zijn gemaakt van een laag van het materiaal silicium. Om van dit silicium een halfgeleider te maken, wordt er aan de boven- en onderkant een laagje fosfor toegevoegd.

Om het geheel te beschermen wordt het tussen twee transparante platen geplaatst. Deze waren eerst van glas, maar tegenwoordig worden ook diverse transparante kunststoffen gebruikt als beschermplaat.

Betaalbare duurzaamheid
De ontwikkeling op het terrein van zonnepanelen is in volle gang. Hierdoor stijgt het rendement en nemen de aanschafkosten 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 twintig procent van de energie op te laten wekken uit duurzame bronnen. Zonne-energie is een belangrijke pijler in deze doelstelling, omdat alternatieve bronnen als windenergie veel bezwaren oproepen.

Hoe rendabel zijn zonnepanelen?
Gemiddeld genomen is de terugverdientijd van zonnepanelen circa 8-9jaar. Dit is inclusief de kosten voor de installatie. Wie de installatie zelf ter hand neemt verkort hiermee de terugverdientijd tot circa 7-8 jaar.

Om de opbrengst van panelen zo hoog mogelijk te laten zijn worden in Nederland de panelen op het zuiden gericht. De opbrengst is ook afhankelijk van de dakhoek. Ideaal is een dakhoek van 36 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 goed toepasbaar. Dit komt omdat zonnepanelen ook energie opwekken bij bewolkt weer. De opbrengst is natuurlijk wel lager dan bij volle zon maar er wordt toch energie opgewekt. Wolken houden slechts een deel van het zonlicht tegen, de rest wordt verspreid. Zou dit niet zo zijn dan zou het bij bewolking donker zijn als de nacht!

dbrht-zonnepanelen-zpwd02

 

De opbrengst van zonnepanelen

De opbrengst van zonnepanelen is afhankelijk van een aantal factoren

  • De hoeveelheid instraling van zonlicht. Hoe meer zonuren hoe meer rendement.
  • 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.
  • Wat is het rendement van het type zonnepaneel zelf
  • Hoe is de schakeling van de zonnepanelen. Zijn deze parallel of in serie geschakeld?
  • 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.
  • Het vermogen van het zonnepaneel systeem.
  • De kosten van de randapparatuur zoals de omvormer, consoles, bekabeling, meetapparatuur, montagesets.
  • De installatiekosten van de zonnepanelen
  • Houd rekening met het feit dat de omvormer na ca.10 jaar vervangen dient te worden
  • De stroomprijs (€ 0.23,- per kW (2012/2013)
  • De prijsstijging van stroom. De afgelopen 10 jaar was deze ca. 5% per jaar)
  • 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 van terugverdientijd.
Bij deze berekening gaan we uit van een gemiddeld gebruik bij 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 elektriciteit 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,-.