FOTOVOLTAISCHE ZONNE-ENERGIE BIJ BEDRIJVEN INFOBROCHURE
Waarom gebruik maken van zonne-energie? Fotovoltaïsche systemen produceren een vorm van duurzame energie door zonlicht in één stap om te zetten in elektriciteit. Ze maken dus gebruik van een energiebron die over de hele wereld vrij en in grote hoeveelheden beschikbaar is. Een fotovoltaïsch systeem kan elektriciteit leveren aan het net, of het kan autonoom werken.
•
Milieuvriendelijk
Bij het gebruik van brandstoffen komen er schadelijke gassen (CO2 en andere) vrij, welke het milieu kunnen aantasten. Dankzij zonne-energie zal deze uitstoot verminderd worden, wat belangrijk is om de klimaatsverandering tegen te gaan.
•
Beschikbaarheid
De zon levert meer energie dan wat het ecosysteem en de mensheid verbruikt. De beschikbare zonne-energie is op verschillende manieren om te vormen naar elektriciteit of kan gebruikt worden voor sanitair warm water. Het is eveneens een energiebron die onuitputtelijk is.
•
Besparing
Als men zonnepanelen op het dak plaatst zal men de opgewekte elektriciteit zelf verbruiken en niet moeten aankopen bij een energieproducent.
Werking zonnepaneel Van licht naar elektriciteit, ook wel zonnestroom genoemd.
Dikwijls wordt de term “fotovoltaïsch” of “photo-voltaïsch” gebruikt. Vandaar ook de afkorting ‘PV’. Het Griekse woord ‘photos’ staat namelijk voor ‘licht’, en Volta voor de naam van de Italiaanse graaf die de eerste elektrische batterij uitvond. Voor zonnepanelen die elektriciteit opwekken, spreekt men ook wel van PV-modules.
Een zonnepaneel bestaat uit een aantal in serie geschakelde zonnecellen of PV-cellen. Een zonnecel zelf bestaat uit een halfgeleidermateriaal. Onder invloed van zonlicht ontstaan er in het halfgeleidermateriaal vrije elektronen die door de zonnecel kunnen bewegen door middel van een spanningsverschil. Hierdoor ontstaat er een elektrische stroom die is opgewekt zonder enige vrijzetting van CO2 (groene stroom). Afhankelijk van het gebruikte materiaal, de dikte ervan en de elektrische contacten zijn er verschillende types PV-cellen. De keuze voor een bepaald type PV-cel heeft een invloed op zowel de toepassingsmogelijkheden, de op-brengst als het uitzicht van het systeem.
Men onderscheidt dus verschillende types van zonnecellen, met elk een ander fabricageproces. Traditionele indelingen beschrijven de kristallijne en de amorfe techniek, die beide silicium (zand) als grondstof gebruiken. Silicium is namelijk het meest gebruikte materiaal voor PV-cellen vanwege de goede verhouding tussen rendement, investeringskosten en stabiliteit in de tijd.
Sinds kort worden er evenwel ook nieuwe types zonnecellen ontwikkeld waaronder koper-indium-gallium-selenium (CIGS) en cadmiumtelluride (CdTe). Andere types van zonnecellen zoals dunne films op basis van microkristallijn silicium, organische materialen of plastiek moeten nog een hele weg afleggen van het onderzoekslaboratorium naar de industriële productie, maar zijn veelbelovend door de lage kostprijs voor een redelijk rendement.
Technische kenmerken van een PV-installatie Wanneer men overweegt om in een bestaand of een nog op te richten gebouw een fotovoltaïsche installatie te integreren, dienen vooreerst alle beperkingen goed te worden bestudeerd.
Aandachtspunten zijn: De zonne-instraling • Opwekken van elektriciteit zowel bij directe straling als bij diffuse straling. • Directe straling hebben we als er geen wolk aan de hemel staat en de zon schijnt. Dan is de opbrengst het hoogst. • Diffuse straling kan men vergelijken met een bewolkte dag. Er is voldoende licht om elektriciteit op te wekken. Oriëntatie en helling • De plaats van de installatie op het dak is doorslaggevend. • De ideale oriëntatie is het zuiden. • Ideale hellingshoek is 35°
Nochtans levert een systeem dat staat opgesteld tussen west en oost ook nog voldoende rendement bij een hellingsgraad tussen 20° en 60°. Een afwijking tegenover de ideale positie heeft dus slechts een rendementsverlies van enkele procenten tot gevolg.
Schaduw • •
Obstakels (schouw, mast, ventilatiebuizen) veroorzaken een lagere productie. Panelen moeten ook op een bepaalde afstand van elkaar liggen, rekening houdend met de hellingshoek van het paneel.
Stedenbouwkundige vergunning Een bouwvergunning moet enkel aangevraagd worden voor trackers en carports.
Kwaliteit van de panelen Verkopers van zonnepanelen zullen schermen met de “betere” kwaliteit van hun panelen t.o.v. deze van de concurrentie. Daarbij wordt makkelijk beweerd dat Chinese panelen van minder goede kwaliteit zijn. Dat is onzin. Niet zelden zijn de zgn. Duitse panelen niets meer dan in China vervaardigde panelen die in Duitsland worden geassembleerd en van een aluminium frame voorzien.
Er is echter wel een verschil in de garanties die de producent van panelen garandeert (zie verder).
Omvormers De omvormer zet de door de zonnepanelen gegenereerde gelijkspanning van de zonnepanelen om naar 230V wisselspanning. Dit is aan de DCzijde. De AC-zijde van de omvormer staat in contact met het elektriciteitsnet.
• • • •
De omvormer is de zwakste schakel van de installatie. Omvormers hebben een kortere levensduur, met minimumgarantie van vijf jaar. Omvormers worden best geplaatst in een droge ruimte met voldoende koeling. Omvormers worden best zo dicht mogelijk bij de panelen geplaatst om het rendementsverlies tot een minimum te beperken.
Webtool Bij grotere installaties wordt een webapplicatie geleverd, waardoor men permanent de productie van de installatie kan volgen. Gekoppeld aan een instralingsdetector kan een alarm worden ingesteld dat meldt wanneer de installatie minder produceert dan ze zou moeten volgens de zoninstraling. Dergelijke tool zal altijd worden geïnstalleerd in het geval van een rent-aroof-formule omdat op die manier de eigenaar/exploitant vanop afstand de productie kan volgen en storingen kan vaststellen. De tool kan ook gebruikt worden om in de inkomhal van het bedrijf op een display/beeldscherm de productiecijfers aan bezoekers te tonen.
Monitoring Enkele aanbieders van omvormers bieden ook een webtool waarmee de productie van de zonnepanelen live gemonitord kan worden. De productiegegevens kunnen dan op afstand worden ingelezen op een PC.
Tussenafstand tussen de panelen • • •
Men moet voldoende afstand houden tussen de panelen, zodat het ene paneel geen schaduw werpt op het andere. de ideale tussenafstand van voet tot voet is gelijk aan driemaal de hoogte van het paneel. Sommige installateurs rekenen met een factor *2,3 en gaan dus bewust uit van een gedeeltelijk rendementsverlies om meer ruimte te kunnen benutten.
Veiligheidsafstand van de rand Vanaf de dakrand moet men een veiligheidsrand respecteren van 2m. De panelen moeten dus geplaatst worden binnen deze zone.
Kostprijs Voor de modelberekening voor een installatie op een bedrijfsdak (zie hierna) gaan we uit van een installatie van 303 kWp, zijnde 1212 panelen met een vermogen van 250 Wp. Dat betekent een investeringskost van 426.550€. De terugverdientijd schommelt dan rond de zes jaar, afhankelijk van het percentage stroom dat lokaal kan worden verbruikt en de kostprijs die het betrokken bedrijf heeft voor de aankoop van grijze stroom.
Suntrackers Een zogenaamde ‘suntracker’ is een toepassing waarbij klassieke panelen op een mast worden gemonteerd en via een zonlichtdetectie en een kleine motor zich constant richt naar de meest maximale zonne-instraling. Deze systemen kosten bijna het dubbele van klassieke polykristallijne panelen en leveren ongeveer 50% meer stroom op. Voordeel van deze toepassing is uiteraard het visuele aspect: waar panelen op een dak door een passant niet worden opgemerkt, springt zo’n suntracker onmiddellijk in het oog. Niet onbelangrijk om PR-redenen! Voor een suntracker is wél een bouwvergunning nodig.
Twee types zonnevolgers: • Eénassige: De stand van het panelenvlak is vast onder een bepaalde hellingshoek; •
Twee-assige: kunnen ook de hellingshoek wijzigen.
Voordelen: • Het licht valt bijna altijd loodrecht op de panelen. Deze hoek geeft de hoogste lichtinvalintensiteit; • Hogere opbrengsten (20 à 45%); • Kan overal geplaatst worden; • Nauwelijks eigen verbruik; • 90% recycleerbaar; • Hi-Tech.
Nadelen: • Hogere onderhoudskosten; • Hogere investeringskosten.
Kostprijs In de tabel worden de financiële kerncijfers voor suntrackers opgelijst.
Carports Carport zonnepanelen kunnen een alternatief vormen voor zonnepanelen op het dak. Bij carports zonnepanelen heeft men twee mogelijkheden: •
Geïntegreerde carport zonnepanelen: de dakconstructie van de carport wordt hierbij onder een hoek gezet en de zonnepanelen liggen op het dak van de carport als een soort van dakbedekking.
•
Gewone carport zonnepanelen: dit zal minder esthetisch ogen, maar aan een carport wordt nu eenmaal minder aandacht besteed vanuit esthetisch oogpunt. Hierdoor zullen de zonnepanelen ook als minder storend overkomen.
Carport zonnepanelen hebben een aantal voordelen: •
Ten eerste kunnen de zonnepanelen op het dak van een carport gemakkelijker gericht worden naar het zuiden. Hierdoor zal men een hoger rendement halen. De carport dient tegelijkertijd als bescherming tegen weersinvloeden en kan ook als tankstation voor uw elektrisch of hybride voertuig dienen.
•
Ten tweede, carport zonnepanelen kunnen ook gemakkelijker onderhouden worden omdat ze beter toegankelijk zijn.
Kostprijs Bij de berekening voor een “parkingcarport”, dit is een carport voor meerdere wagens, gaan we uit van een installatie van 57,60 kWp. Dat zijn 240 modules van 240 Wp of een installatie van 48 rijen van 5 modules (grosso modo goed voor 25 wagens). De investeringskost bedraagt 77.760 € zonder rekening te houden met mogelijks bijkomende kosten voor stabiliteit (in principe is die bijkomende kost er niet bij de aanleg van een nieuw parkeerterrein). Indien de stroom niet lokaal wordt verbruikt en moet worden geïnjecteerd is de terugverdientijd 12 à 13 jaar. Indien de stroom door een lokaal bedrijf kan worden verbruikt, daalt de terugverdientijd naar 6,5 jaar.
IN SAMENWERKING MET: Deze opdracht werd geïnitieerd door de POM Oost-Vlaanderen en werd mogelijk gemaakt met middelen beschikbaar via het project ECO2PROFIT. Dit valt onder de uitvoering van het INTERREG IVA-programma Vlaanderen-Nederland met co-financiering van de Provincie Oost-Vlaanderen.
Tekst en opmaak: Zero Emission Solutions
