Harry's PV-installatie uitgebreid in de loop der jaren

Bij zonnepanelen wordt vaak gevraagd naar de economische  terugverdientijd. Opbrengsten worden uitgerekend en afgezet tegenover kosten. Kale rekensommetjes moeten kopers over de streep trekken. Toch is het economische verhaal slechts één kant van de zaak. Slechts zelden wordt een ‘emotionele’ opbrengst genoemd.  En zonnepanelen kunnen wel degelijk andere geneugten opleveren. Het werkelijke rendement van zonnepanelen blijkt uit de manier waarop gebruikers verslag doen van hun ervaringen. Mensen die al enkele jaren zonnepanelen op hun dak hebben liggen constateren vaak dat zij een enorme lol ontlenen aan het volgen van de stroomopbrengst van hun installaties. De cijfertjes zijn niet alleen leuk om uit te zetten in grafieken, maar leiden er ook toe dat men bewuster met het eigen stroomgebruik omgaat. Hetgeen weer tot gevolg heeft dat de elektriciteitsmeter minder hard vooruit loopt en dat de effecten van het achteruitdraaien van de meter in euros uitgedrukt nog duidelijker worden. Dat illustreert het volgende wel heel duidelijk (afkomstig van  eigenaren van een PV-systeem sinds 2003): “In de volgende jaren ligt ons verbruik duidelijk lager. En dat is misschien de grootste winst sinds we zonnepanelen hebben: we zijn gewoon veel meer gaan letten op sluipverbruikers en overbodig/verspillend elektriciteitsgebruik in huis. Het werd geen obsessie maar een vrolijke sport om “slurpers” op te sporen en te onderzoeken wat wel en niet zinvol is om te doen of te laten…
Resultaat: ca. 28 % minder stroomverbruik binnen één jaar ! We zitten al onder de streefcijfers van het kabinet voor pakweg 2050…”
Mooi verhaal!

Mensen die overwegen een PV-systeem aan te schaffen en zich oriënteren op de markt komen er al snel achter dat zonnepanelen in soorten en maten te koop zijn. De meest opvallende verschillen treden op tussen thin film (flexibele) panelen en de traditionele panelen die door de afdekking met een glasplaat per definitie star zijn. De vraag is natuurlijk: wat is ‘beter’? Een genuanceerd antwoord is op zijn plaats. Er spelen namelijk verschillende factoren mee – prijs, levensduur, noodzakelijke oppervlakte – die er voor zorgen dat wat voor de een beter is, dat niet voor de ander hoeft te gelden.

De hoeveelheid zonne-energie die Nederland per jaar ontvangt, is volgens Senter Novem ongeveer veertig keer zo groot als het totale energiegebruik in Nederland. Door bewolking bestaat de jaarlijkse instraling in Nederland voor vijftig tot zestig procent uit diffuus licht (indirect licht), komend vanuit alle richtingen. De totale zoninstraling in Nederland op een horizontaal vlak bedraagt circa duizend kWh per vierkante meter per jaar.
Dit is van belang om te kunnen weten hoeveel oppervlakte nodig is voor de opwekking  van de benodigde zonne-energie. Als een Nederlands huishouden het volledige stroomverbruik uit zonne-energie wil halen dan is een systeemcapaciteit van ongeveer 3500 kWh per jaar nodig.

De traditionele mono- en polykristallijne silicium zonnepanelen hebben een vermogen dat varieert van ca 120 Wp tot ca 140 Wp per m2. Thin film panelen die bestaan uit zonnecellen van amorf silicium hebben een lagere opbrengst, en wel ca 50 Wp en 70 Wp per m2. Dit verschil in vermogen wordt veroorzaakt door een verschil in rendement.
Het rendement van zonnecellen – gemeten in opbrengst per oppervlakte –  is zeer verschillend. In commerciële productie wordt 6-16% gehaald (in wetenschappelijke omgeving worden uitzonderlijke rendementen tot 41% gehaald). Dit grote verschil is een gevolg van het gebruik van  materialen (kwaliteit en kleurgevoeligheid van zonnecellen), van fabricageprocessen en van de oppervlakte van de cellen en de modules. Belangrijk om op te merken is dat het rendement beslist geen maat is voor de kwaliteit of de betrouwbaarheid van zonnepanelen.

Thin film zonnepanelen zijn goedkoper dan momo- en polykristallijne silicium panelen. Het prijsverschil kan wel oplopen tot 30%. Wat betreft levensduur verschillen de meningen. Over het algemeen wordt van traditionele panelen gezegd dat de levensduur minimaal 25 jaar is (weliswaar met een teruglopende opbrengst naar 80%). Over thin film panelen verschillen de uitspraken van 15 tot 25 jaar.

Uitgaande van gemiddelde rendementen van 12% en 6% betekent dit voor het huishouden dat 3500 kWh per jaar aan zonnestroom wil opwekken een oppervlakte van bijna 30 m2 aan traditionele zonnepanelen of 60 m2 thin film. De investering bedraagt ca € 14.000,- ca €20.000,- waarbij de thin film de goedkopere variant is. Overigens past hier wel de kanttekening dat de totale investering voor beide systemen hoger uitvalt aangezien er in de meeste gevallen nog aanvullende kosten zijn voor bevestigingsmaterialen, kabels, aanleggen van een nieuwe groep en dergelijke. Ook het type omvormer dat men aanschaft beïnvloedt de hoogte van de investering.
Eenzelfde berekening kan gemaakt worden voor de minimale systeemeisen die de SDE-regeling vereist, namelijk een vermogen van 600 Wp. De thin film variant vraagt dan om een dakoppervlakte van 10 m2 en een investering van ca € 2.400,- terwijl de traditionele panelen 5 m2 nodig hebben en een investering vergen van ca €3.300,-. 
Voor de prijs van het systeem is het dus van cruciaal belang welke garanties er voor de levensduur van de zonnecellen c.q. de panelen wordt afgegeven door de fabrikant. Ook is het belangrijk te weten waarop deze garantie gebaseerd is. Want hoe langer de panelen meegaan en een goede opbrengst aan zonnestroom realiseren, hoe groter de ‘winst’ die geboekt kan worden met de aanschaf van het PV-systeem, dat moge duidelijk zijn. Een systeem dat een hogere prijs per Wp kent, maar ook een langere levensduur kan uiteindelijk toch aantrekkelijker zijn. Daar staat tegenover dat als beschikbare dakoppervlakte geen beperkende factor is, het beschikbare budget kleiner is en de wens om op korte termijn zonne-energie op te wekken groot is, dan kan een andere afweging gemaakt worden.

Tot slot: ECN heeft in 2001 een berekening gemaakt van de kosten van zonnestroom door de jaarlijkse lasten te kapitaliseren. Bij een redelijke combinatie van waarden (bedrijfskosten 1 % van de investering per jaar, 850 kWh/kWp per jaar, afschrijvingstermijn 20 jaar en rentepercentage 5%) is een vuistregel dat de elektriciteitskosten per kWh gelijk zijn aan de investeringskosten per Wp gedeeld door 10. Met andere woorden, als de totale kosten van het PV-systeem €5/Wp zijn, dan zijn de kosten van de opgewekte zonne-energie €0,50/kWh. Dit geeft een aardige indicatie van de mogelijke (meer)opbrengsten als het systeem langer meegaat. Daartegenover moet men zich wel realiseren dat als er ook SDE-subsidie verkregen wordt, het sommetje weer anders wordt, ook al omdat de gegarandeerde uitkeertermijn gelimiteerd is tot 15 jaar.

Het is natuurlijk van belang dat de ‘embodied energy’ zo laag mogelijk is, in elk geval lager dan de energie die het systeem in haar totale levensduur gaat leveren. Is dat niet het geval dan is het systeem nutteloos: er moet dan immers meer energie ingestopt worden dan er uitgehaald kan worden. Tegenstanders van duurzame energie beweren vaak dat dat het geval is. Windmolens zouden vaak stilstaan, daardoor geen energie opwekken en om die reden meer energie kosten dan ze opleveren.

Gelukkig zijn er vele wetenschappers die zich hiermee bezighouden. En die resultaten zijn over het algemeen positief. Een paar voorbeelden: kristallijnen silicium cellen bereiken hun energiebalans (hoeveelheid energie die opgebracht is in vergelijking met de noodzakelijke energie voor productie) in 3 tot 4 jaar volgens onderzoekers Knapp en Jesper. Over het geheel genomen zullen volgens hen zonnepanelen 7 tot 14 keer zoveel energie opwekken als de energie die erin gestopt is.

Den Hollander heeft windmolens onder de loep genomen. Volgens hem bevat een onshore windmolen van 0,6MW  met een hoogte van 50 m en een rotordiameter van 40 m grofweg 57 ton staal. Daarbovenop komt dan nog 3 ton koper, 300 kg aluminium en ongeveer 4,5 ton versterkt epoxyhars voor de rotorbladen. Dit vergt voor de productie, installatie en onderhoud over een periode van 20 jaar 3169 GJ. Een dergelijke molen levert onder normale omstandigheden in Nederland 5015 GJ per jaar op. Met andere woorden, de molen heeft zichzelf in zo’n 8 maanden terugverdiend. Overigens zullen kleinere molens voor ‘thuisgebruik’ waarschijnlijk een ongunstiger balans laten zien. Dat heeft ons inziens te maken met de geringere opbrengst, maar het zou aardig zijn als daar onderzoek naar gedaan wordt.

Al met al kan niet beweerd worden dat duurzame energiebronnen niet meer energie opleveren dan zij kosten. A propos, heeft iemand er ooit bij stil gestaan hoe dat zit met olie, gas en andere fossiele brandstoffen?

De subsidieregeling ‘Duurzame Warmte’  is begin september ingegaan. Dit betekent dat huiseigenaren  tot  31 augustus 2009 een aanvraag kunnen indienen indien zij een  warmtepomp, zonneboiler of micro-WKK willen aanschaffen. De hoogte van de subsidie zal doorgaans € 720 bedragen.Maar is uw huis wel geschikt voor bijvoorbeeld een zonneboiler?  U heeft in elk geval tussen de 3 en 5 m2 dakruimte nodig voor de aanleg van de zonnecollector (en het liefst op het zuiden en een hellingshoek van 36 graden voor het meest optimale rendement). Verder heeft u voor de watervoorraad ruimte nodig voor de boiler die varieert tussen tachtig en 120 liter. De afmetingen van de boiler variëren dus ook: de diameter is meestal 65 centimeter, de hoogte ligt tussen 100 en 120 centimeter. Standaard zonneboilers hebben meestal een combiketel als externe naverwarmer van warm water.

Milieu Centraal heeft een handig hulpmiddel ontwikkeld: Advies op maat. Door de vragen in te vullen ziet u welke praktische mogelijkheden u heeft. Daarnaast geeft de checklist ook aan welke besparing u realiseert, zowel in gasverbruik, kosten als CO2 uitstoot. 

Wij onderzochten het aanbod van Urban windturbines die aan het openbare electriciteitsnet worden gekoppeld. Hieruit wordt zichtbaar dat een dergelijke windturbine alleen rendabel is in gebieden met een relatief hoge gemiddelde windsnelheid, met andere woorden de kustgebieden van Nederland. Zelfs in het meest gunstige scenario is de terugverdientijd van de onderzochte windturbines erg lang, in de orde van 10 jaar of meer.

Het rapport is kosteloos op te vragen. Stuur een email naar info@duurzameenergiethuis.nl onder vermelding van “Rapport opbrengst Urban windturbines”. U krijgt dan een PDF-versie van het rapport per email toegezonden.

Modellen en Fittingen
LED lampen komen in verschillende modellen voor waaronder de vorm van een gewone gloeilamp met eventueel een grote Edison fitting (E27). Er zijn ook andere modellen met een kleine Edison E14 fitting, GU5.3 steekvoet (Bipin voet) of GU10- (bajonetvoet). Doordat al deze varianten op de markt gebracht worden zijn de toepassingen natuurlijk ook aanzienlijk. Bovendien hoeven er geen speciale ontwerpen gemaakt te worden van applicaties (bijvoorbeeld aparte bureaulampen).In vergelijking met andere lampsoorten heeft de LED het voordeel van een (zeer) lange levensduur. De lamp wordt bovendien niet heet, is tril- en schokbestendig. Bij vier uur gebruik per dag gaat hij 35 jaar mee.  

Energieverbruik
De LED-lamp verbruikt -/+ 90% minder energie dan een gewone gloeilamp en ongeveer de helft minder dan een spaarlamp.

Nadelen
LED-lampen zijn relatief duur in aanschaf (maar ze besparen een veelvoud van de aanschafprijs aan elektriciteit, en gaan veel langer mee dan gloeilampen of spaarlampen).

Toekomst
Elke 18 maanden verdubbelt de lichtopbrengst van LED-lampen. De verwachting is dat LED-lampen uiteindelijk alle gloei- en halogeenlampen zullen vervangen. In 2010 zal de lichtopbrengst zo groot zijn dat ook tl-buizen vervangen kunnen worden.

VROM stelt dat een zonnepaneel van 1 m² ca. € 700 kost qua aanschaf en nog eens gemiddeld € 200 installatiekosten vergt. Totaal dus € 900,- per m² .

De opbrengst van één paneel (1 m²)  schat het VROM op 80 kWh per jaar, hetgeen overeenkomt met ca. € 18,75 per jaar.

Dat betekent een terugverdientijd van 48 jaar. Je kan niet zeggen dat de overheid de burger niet gewaarschuwd heeft…

Ik heb zelf aan de hand van een tip op de site www.zonnestroomproducenten.nl een dergelijke meter omgebouwd en het werkt voortreffelijk voor de twee zonnepanelen op het dak van mijn schuur.

De desbetreffende meter is de Energy Check 3000, onder andere verkrijgbaar bij Conrad op www.conrad.nl. De meter kost tussen de 20 en 30 euro en wordt als volgt omgebouwd:

• Maak de meter open door de vier schroeven aan de achterkant los te draaien. Haal voorzichtig de twee helften van elkaar.
• Je ziet twee dikke draden, een zwarte en een rode, die van de printplaat naar de contactdoos toelopen. Schroef beide draden los van de contactdoos en schroef ze weer andersom vast op de contactdoos.
• Zet de helften van de meter voorzichtig op elkaar (zorg dat de draden niet klem komen te zitten) en zet het geheel weer vast met de vier schroeven.

De meter is nu klaar om de opbrengst in plaats van het verbruik te meten omdat de stroom nu intern de andere kant op loopt. Je kunt hem dus nu niet meer gebruiken om bijvoorbeeld het verbruik van je tv in stand-by stand te meten.