Garantie rendement zonnepanelen is misleidend

Uw zonnepanelenleverancier zal bijna alles ontkennen wat ik in deze blog schrijf. Zij bevinden zich echter in een hevig concurrerende markt, waarin de prijs vaak de overtuigende factor is. Niemand spreekt over welke kwaliteitsverschillen er zijn en wat u kunt verwachten aan levensduur. Een fabrieksgarantie van 80% rendement over 25 jaar is misleidend. Wat zijn de gevaren voor het rendement van zonnepanelen?

Achtergrond

De nog relatief “jonge” markt van duurzame energie, zoals zonnepanelen, windenergie, solar power centrales (met parabolische spiegels) en biomassa, wordt gekenmerkt door een hype waar iedereen zich op stort. Iedere nieuwe markt wordt daardoor gekenmerkt. Bij de start van bijvoorbeeld isolatieglas productie liep dit vanaf eind jaren ’70 eveneens zo. In eerste instantie door serieuze industrieën ontwikkeld en opgezet, tot iedereen in zijn “garage“ isolatieglas ging maken met als gevolg overcapaciteit en een drastische daling in verkoopprijzen tot zelfs onder de kostprijs. Later hersteld zich dat weer wanneer vraag en aanbod op elkaar zijn afgestemd en alleen ervaren bedrijven produceren. De prijzen zijn echter nooit meer hersteld. Eenzelfde situatie kent de “solar” markt. Zonnepanelen zijn in de jaren ’60 al ontwikkeld, met name voor de ruimtevaart. Toen president Kennedy in 1963 riep: “Ik wil een maan op de maan”, die er in 1969 stond, waren veel innovatieve ontwikkelingen nodig om dat te bereiken, waaronder zonne-energie.

Door de toenemende vraag naar duurzame energie heeft zonne-energie zich pas de laatste jaren echt doorgezet in de internationale markt. Er zijn echter grote verschillen tussen landen. Zo kiest Nederland meer grootschalig voor windenergie, niet in de laatste plaats door de lobby van weg- en waterbouw bedrijven. Terwijl Duitsland, naast kleinschalig windenergie toepassingen, voor het grootste gedeelte van de gerealiseerde duurzame energie voor zonnepanelen heeft gekozen. Zowel op private woningen als in grote centrales. Wat heeft geresulteerd in hectaren vol zonne-energie.

Concurrentie op prijs

Op onze Noorderbreedte (Nederland, Duitsland) moet u rekenen voor ca. 1 MW (10⁶Watt) een voetbalveld nodig te hebben (ca. 70x100m; 7000m²). Een standaard paneel is ca. 1,6 m², dus voor 1 MW heeft u ca. 4500 panelen nodig. Als u thuis 10 panelen op uw dak legt (afhankelijk van de zogenoemde Wattpiek capaciteit per paneel) heeft u per jaar ca. 2500-3500 kWh. Dat is iets minder dan het gemiddelde jaarverbruik. Nog geen

5 jaar geleden kostte een geïnstalleerde Wattpiek meer dan € 5,00/Wp. Nu ligt dat zo rond € 1,50/Wp. Hierdoor wordt het steeds aantrekkelijker om in zonnepanelen te investeren. De prijzen zijn gezakt door met name dumping van Chinese panelenproducenten. Zij nemen het niet zo nauw wat betreft de kwaliteit van de panelen en helaas diegenen die complete installaties aanbieden ook niet. Concurrentie vind vooral plaats op basis van prijs en de consument is daar gevoelig voor. Niemand spreekt over welke kwaliteitsverschillen er zijn en wat u kunt verwachten aan levensduur. Het laatste is, met een fabrieksgarantie van 80% rendement over 25 jaar, misleidend en de consument gaat er vanuit dat dit rendement over die periode wordt behaald. Zelfs investeerders in grote centrales hebben in het verleden geen bestek geschreven met specificaties van zonnepaneel en installaties, maar hun leverancier/installateur op het afgegeven rendement vertrouwd. Vandaag ga ik verder in op het glas relateerde rendementsverlies van zonnepanelen, bekend als ‘potential induced degradation’ afgekort tot PID.

Glascorrosie heeft effect op rendement

Glas is onderhevig aan corrosie. Dit wordt als witte vlekjes zichtbaar, zijnde het uittreden van natrium en calcium uit het glas. Meestal worden zonnepanelen van solar glas gemaakt, prismatisch of mat/mat en dit glas wordt door zijn samenstelling minder door corrosie getroffen dan normaal vlakglas. Hoe wordt corrosie van glas versterkt? Door vocht, warmte en in het laminaat van het paneel ontstaat een elektrolyse vanwege het aarden van het paneel. Overigens wordt dit in Nederland nauwelijks gedaan, maar in het buitenland is het verplicht, zeker bij grote PV velden.

Iedereen kent glas corrosie, kijk maar naar een regelmatig in de vaatwasser gewassen drinkglas die op een gegeven moment helemaal is uitgeloogd. Of een douchecabine van glas, dan ontstaat ook uitloging, dit komt door het zogenoemdeosmose proces (dat ziet er zo uit). Waterdruppel is agressief voor glas want het onttrekt de calcium en natrium ionen uit het glas en blijft achter op het glasoppervlak als een kalkvlekje. Dit gebeurt naast de vervuiling van kalkafzetting uit het water. Het door osmose ontstane kalkvlekje is niet meer te reinigen en leidt tot definitieve beschadiging van het glas.

Met andere woorden: In het zonnepaneel dat afgedekt is met een glasplaat, treed natrium uit het glas en we weten dat dit de cellen aantast. Zodanig dat PID kan ontstaan in een zeer korte tijd. Dit proces wordt verder versterkt door b.v. vocht (osmose), temperatuur (de panelen kunnen in de zomer wel tot 70°C warm worden, in woestijn omgeving zelfs tot > 90°) en elektrolyse dat ontstaat door het aarden van de panelen (wat natrium sneller laat migreren uit het glas).

Vervuiling heeft effect op rendement

Daarnaast wordt altijd ontkend dat panelen vuil worden. Wat ontstaat eigenlijk bij vervuiling? De reflectie van het glas gaat naar beneden, de absorptie van de zonnewarmte neemt toe, dus de panelen worden warmer en er komt minder licht binnen. Hetgeendirect het rendement verlaagd. Een grote leverancier van panelen, Bisol, heeft daarover onlangs testen gepubliceerd; reinigen leverde 4,73 % meer rendement op.

De consument reinigt eigenlijk niet, de meeste panelen liggen ontoegankelijk op het dak. Grote investeerders nemen pas geld in de hand als het rendement daadwerkelijk 5% lager is. Maar dan wordt meestal met alleen water gereinigd, want gemeenten zijn bij gebruik van reinigers bang voor grondwater- en bodem vervuiling. Er zijn globaal twee manieren om te reinigen. De eerste is met een reiniger die tensiden bevat die het vuil inkapselen, waarna met spoelen het vuil wordt meegevoerd. Tegenwoordig wordt echter ook het zogenoemde omkeer osmosewater gebruikt (ook bekend als gedemineraliseerd). De reinigende werking gebeurd door ionen uitwisseling. Vuil is hoog geïoniseerd, dit water heeft een lage concentratie ionen. Het vuil wordt door dit water aangetrokken en weggespoeld, maar met als nadelig gevolg dat het glas beschadigd wordt. Er ontstaan namelijk microkrassen in het oppervlak, net zoals wat in de vaatwasser gebeurd. Het achterpaneel wordt aangetast en zelfs het aluminium frame. Voor het glas betekent dit dat één reinigingsbeurt ca. 1% minder lichttoetreding veroorzaakt. Als men éénmaal per jaar reinigt, wat aan te bevelen is, krijgt men na 10 jaar 10% minder licht binnen, wat een afname van zeker 5% minder energierendement betekent.

De oplossing? De zin en onzin van coating

Aan te raden valt om PID m.b.t. het glas te verhinderen door (bij nieuwe panelen) een natrium barrière in het glas of op de cellen te plaatsen. Daarnaast het tot het minimale beperken van het bewassen van de panelen d.m.v. een antifouling coating die beschermt tegen omgevingsinvloeden. Hierbij is het belangrijk dat dit wel de juiste coating dient te zijn. Met een coating verander je de oppervlaktespanning van het glas en dat kan op twee manieren: hydrofoob (waterafstotend) en hydrofiel (waterminnend). Uit onderzoek is gebleken dat als het gaat om het verkrijgen van antifouling eigenschappen er voor verticale beglazing geen verschil is tussen hydrofoob en hydrofiel gecoat glas. Nieuw glas heeft een hydrofiel gedrag, maar door veroudering (corrosie) wordt dat langzaam meer hydrofoob.

Maar voor glas dat geplaatst is onder helling of horizontaal (denk aan serredaken of atriums) is de vervuiling hoger bij hydrofobe coatingen dan wanneer helemaal niet gecoat wordt. Dat geldt dus ook voor zonnepanelen. Meerjarig onderzoek wees uit dat het rendement met een hydrofobe coating zelfs veel slechter was dan helemaal niet gecoat. Bedrijven die dit soort coatingen aanbieden als antifouling voor zonnepanelen moet u dan ook niet serieus nemen. Of wanneer leveranciers van panelen roepen dat hun panelen gecoat zijn, moet u daar ernstige twijfel over hebben! Vaak hebben nieuwe panelen een hydrofoob gedrag (en eigenlijk daarmee de verkeerde) door het afkitten van de profielen met siliconen. Die zorgen ervoor dat het oppervlakte gedrag tijdelijk hydrofoob is en na een paar jaar meer hydrofiel (de eigenschappen van het glas zelf).

Hydrofoob of hydrofiel, resp. water druppel vormend of waterfilm vormend, uitgedrukt in contacthoek.

Mijn advies

Uw zonnepanelen leverancier zal bijna alles ontkennen wat hier beschreven is, omdat men geen
kennis heeft van het glas. Men wilt u alleen maar een paneel verkopen en deze installeren. En u heeft toch fabrieksgarantie? Maar ja, het moet maar blijken of u zich daar na zoveel jaren nog op kunt beroepen. En

gaat u dan uw juridisch gelijk halen in China? Mijn advies: Koop bij een gerenommeerd (bv. zonnekeur gecertificeerd) bedrijf dat met (Europese) producten van hoge kwaliteit werkt, niet alleen een paneel, maar alles wat bij de installatie een rol speelt (bv. omvormers). In deze markt is goedkoop echt duurkoop en het wordt tijd dat zij eens "volwassen" wordt.