Kenniscentrum Duurzaam MKB

Beschrijving

Photo-voltaïsche systemen (PV) zetten zonnestraling om in elektriciteit. De opgewekte elektriciteit wordt in eerste instantie gebruikt voor het gebouw waarop het systeem is geplaatst. Bij een overschot aan elektriciteit wordt er teruggeleverd aan het net. Afhankelijk van de meter en afspraken met de energieleverancier wordt dit verrekend. Er zijn verschillende systemen:

PV-panelen

PV-panelen zijn de bekendste vorm waarbij zonlicht van twee lagen silicium een batterij maakt waaruit je stroom kunt tappen. De panelen leveren meestal 12 of 24 Volt gelijkspanning die met een converter wordt omgezet in wisselspanning.
PV-panelen worden op het dak gemonteerd dit kan op drie verschillende manieren, namelijk:

Dakopbouw
Hierbij ligt het paneel direct op het (bij voorkeur) schuine dak. Als het dak op de zon gericht is, komt dit ten goede aan de efficiëntie, omdat de hellingshoek van het dak vaak ook de optimale hellingshoek voor de panelen is (tussen de 20 en de 400. Een nadeel is de beperkte mogelijkheid van afvoer van warmte. Dit heeft een negatieve invloed op het rendement.

Dak geïntegreerd
Deze montage houdt in dat de panelen worden gemonteerd als onderdeel van het dak, dus in plaats van dakpannen of andere dakbedekking. Het voordeel van deze methode is dat de panelen gemakkelijk in de architectuur van een gebouw geïntegreerd kunnen worden. De efficiëntie van de panelen neemt bij deze montagevorm wel af. De panelen warmen erg op door de beperkte luchtcirculatie langs de panelen.

Paneel op rek
Dit is vanuit efficiëntie gezien de beste montage methode. De lucht kan langs alle kanten het paneel koelen. Deze montagemethode is alleen mogelijk bij een plat dak. Een bijkomend voordeel is dat het paneel gemakkelijk onder optimale hoek en oriëntatie (ten opzichte van de zon) gemonteerd kan worden. Het is ook mogelijk de panelen met de zon mee te laten draaien. Dit verhoogt de efficiëntie nog meer.

PV-folie

Dunne film PV-systemen bestaan uit een dunne laag photo-voltaïsch-materiaal geplaatst op een flexibele onderlaag. Folie als drager biedt grote voordelen ten opzichte van het nu gebruikelijke pv-paneel: het systeem is flexibel, schokbestendig, beloopbaar, lichter en biedt grote vrijheid qua vorm van de modules. Dunne film is minder gevoelig voor opwarming, dit heeft een positief effect op het rendement. De hellingshoek is minder belangrijk, omdat het folie een hogere opbrengst heeft met diffuus licht.
De opbrengst van PV-folie is wel lager dan die van PV-panelen.

PV-glas

Bestaat uit doorzichtig glas met daarin geïntegreerd kleine pads, losse zonnecellen, die zonne-energie omzetten in elektriciteit. PV-glas combineert op een slimme manier verschillende eigenschappen van glas en PV-cellen:

• Opwekking van elektriciteit – het rendement per m² is lager dan van PV-panelen;
• Zonwering – ten opzichte van ‘normaal’ glas houdt PV-glas een deel van het zonlicht en de warmte tegen.
• Lichttoetreding – Het licht schijnt tussen de pads door. De transparantie varieert van 1% tot 80%.

“Zonnebuizen”

Zonnebuizen of buisvormige zonnecellen bestaan uit buizen met een dunne film van zonnecellen. De buizen worden toegepast in combinatie met een wit dak. Hierdoor kaatst ook indirect zonlicht terug op de buizen. Dit verhoogt het rendement. Bijkomende voordelen van zonnebuizen zijn:

• Windbestendig
• Zuidelijke orientatie is niet noodzakelijk
• Koeling van de zonnecellen is beter, door de buisstructuur. Dit verhoogt het rendement.

PVT collectoren

Naast PV-panelen zijn er sinds kort ook PVT-systemen op de markt. Dit is een combinatie van een zonneboiler en PV. De aanschaf van een PVT-systeem is goedkoper dan die van een los PV-systeem en een los zonneboiler systeem. De efficiëntie per m² is groter dan wanneer een van deze twee systemen gekozen zou worden. Zowel een PV-systeem als een zonneboilersysteem los, met per stuk een gelijk oppervlakte als het PVT-systeem, heeft nog wel een hogere efficiëntie.

Toepasbaarheid

• PV-panelen zijn goed toepasbaar op gebouwen met een plat of schuin dak. De oriëntatie van de panelen moet tussen zuidoost en zuidwest zijn. Belangrijk hierbij is dat de panelen zo min mogelijk beschaduwd zijn. Let daarom goed op schaduw van andere gebouwen, airconditioning systemen en schoorstenen.
• PV-folie kan gebruikt worden als bedekking van gebouwen met organische vormen of combinatie met dakleer (kant en klare energieopwekkende dakbedekking).
• PV-glas is toepasbaar bij nieuwbouw of verbouw geïntegreerd in een glazen pui of glazen dak.

Milieu aspecten

De milieuwinst van zonnecellen is dat er elektriciteit wordt opgewekt en minder fossiele brandstoffen gebruikt worden ten opzichte van conventionele elektriciteitsopwekking. Hierdoor is de CO₂-uitstoot lager.

PV-panelen

De opbrengst van PV-panelen hangt af van de hoeveelheid zoninstraling. Het vermogen dat een PV-paneel levert wordt uitgedrukt in Wattpiek (Wp). Het rendement van een PV-paneel loopt uiteen van 6% tot 20%. Een gemiddeld paneel heeft een efficiëntie van 12%. Dit komt overeen met een te leveren vermogen van 60 tot 160 Wp per m² paneel. Gangbare PV-panelen hebben een vermogen van 130 Wp per m² paneel.
De gemiddelde jaaropbrengst bedraagt 65 à 125 kWh per m² PV-paneel. Voor de berekening van PV-panelen op het dak wordt uitgegaan van 100 kWh per m² PV-paneel en voor panelen in de gevel van 65 kWh per m² PV-paneel.

PV-folie

Tegenover de grote flexibiliteit van de dunne film staat een lager vermogen (gemiddeld 75 Wp/m²) vanwege een lager rendement: 6 tot 10% (verwachtte verbetering mogelijk naar 10 tot 15%). De gemiddelde jaaropbrengst van het dunne filmsysteem is circa 40 kWh/m² folie.

PV-glas

De opbrengst van PV-glas is een factor 2,5 kleiner dan van PV-panelen, omdat minder PV-materiaal per m² in het glas zit. PV-glas kan diffuus (indirect) licht beter benutten dan PV-panelen.

“Zonnebuizen”

Zonnebuizen hebben een theoretisch rendement dat per m² 20% hoger is dan conventionele zonnepanelen, wanneer de panelen op een wit dak geplaatst worden. De techniek is echter nieuw en nog in ontwikkeling. Het werkelijke rendement is daarom nog niet duidelijk.

Financiële aspecten

PV-panelen

Een zonnepaneel kost ongeveer EUR 275,- per 100 Wp (prijspeil 2010). Een PV paneel levert in Nederland per 100 Wp op jaarbasis ca. 80 kWh. Elektriciteit kost EUR 0,24 per kWh (NL, 2010). Grootverbruikers betalen vaak minder voor hun elektriciteitsverbruik. Voor hen ligt de kWh prijs momenteel tussen de EUR 0,08 en EUR 0,13. De jaarlijkse besparing bedraagt circa EUR 19,- per 100 Wp. PV-panelen verdienen zich volgens de huidige stand van zaken in 15 jaar terug (voor grootverbruikers ligt de terugverdientijd tussen de 20 en 40 jaar vanwege de lage kWh -prijs). Aanschaf van een groter systeem en het gebruik maken van fiscale regelingen als de EIA (Energie Investerings Aftrek) verkorten de terugverdientijd circa 12 jaar. De terugverdientijd is uiteraard korter als de energieprijzen stijgen.

PV-folie

Dankzij de besparing aan silicium, een schaarse grondstof, t.o.v. PV-panelen zijn de productiekosten lager. De dunne filmsystemen worden sneller geproduceerd dan PV-panelen en het productieproces is duurzamer (lagere productietemperatuur).

PV-glas

PV-glas is goedkoper dan PV-panelen de opbrengst per m² is echter lager. Deze ligt tussen de 30 en 40 kWh per m² per jaar.

“Zonnebuizen”

Zonnebuizen hebben een lagere montagekosten dan conventionele panelen, doordat geen maatregelen genomen hoeven worden om de panelen windbestendig te maken. Indien u nog geen wit dak heeft, dan lopen de kosten voor montage wel op. De kosten van de panelen zelf zijn wel hoger. Gemiddel zijn de kosten daarom vergelijkbaar met conventionele PV-panelen.

Rekenvoorbeeld PV-panelen

De oppervlakte van een (plat) dak van een middelgroot MKB bedrijf is 100 tot 150 m² . Om te voorkomen dat de panelen schaduw over elkaar werpen adviseert Stimular maximaal 50 % van het oppervlak te vullen met zonnepanelen (bij een schuin dak kan tot 95% van het dakoppervlak benut worden voor zonnepanelen).

Kosten
Stel er wordt 75 m² aan zonnepanelen geïnstalleerd. De kosten van 75 m² zonnepanelen is circa EUR 27.000,-.

Baten
Per m² levert een zonnepaneel circa 100 kWh per jaar. 75 m² levert 7.500 kWh ofwel EUR 1.500,- (EUR 0,20 per kWh). Dit is vaak circa 25% van de totale elektriciteitsvraag. EIA levert een voordeel van circa EUR 2.700,- op de investeringskosten.

Terugverdientijd
Zonder subsidie is de terugverdientijd iets meer dan 18 jaar. Met fiscaal voordeel via de EIA komt de terugverdientijd op minder dan 16 jaar. Deze berekening is een benadering. Raadpleeg de leverancier voor een exacte kosteninschatting.

Zoals uit bovenstaand rekenvoorbeeld al blijkt staat deze maatregel op de energielijst 2011 (code 251102) en komt daarom, onder voorwaarden, in aanmerking voor Energie Investerings Aftrek (EIA). Dit betekent dat u een extra bedrag ter grootte van 41,5% (2011) van het investeringsbedrag ten laste mag brengen van de winst. Zie voor meer informatie www.agentschapnl.nl/eia en www.agentschapnl.nl/sde. Naast dit fiscale voordeel komt de maatregel in aanmerking voor de subsidie Stimulering Duurzame Energie (SDE+). Met deze subsidie krijgt de eigenaar (in 2011) EUR 0,09 extra voor iedere opgewekte kWh. Deze subsidie is ieder jaar binnen 1 dag overschreven. De kans om van deze subsidie te profiteren is dus zeer klein.

Verhuur uw dak

Er ontstaan steeds meer samenwerkingsinitiatieven tussen dakbezitters en investeerders/geïnteresseerden in zonnepannelen. In Boer zoekt buur investeren omwonende gezamenlijk in een zonne-energie op het dak van een boeren bedrijf. Voor iedere EUR 250,- die een “buur” investeert kan hij/zij EUR 300,- aan producten kopen bij de boer. De opgewekte stroom is voor boer en buur. Bij de zonvogel investeren meerdere partijen EUR 1.000,- in zonnepanelen. Deze panelen worden op een geschikt dak geplaatst en alle investeerders ontvangen er elektriciteit van. Ook energie-leveranciers investeren steeds vaker in zonne-panelen op daken van bedrijven en particulieren. Deze projecten maken investeren in zonne-energie voordeliger en laagdrempelig.

Meer informatie

• Energietips 2009 van Uneto-VNi,
• Raadpleeg leveranciers van zonnepanelen