Een warmtepomp in een woning maakt gebruik van  elektriciteit en een PV paneel wekt elektriciteit op. Deze 2 oplossingen passen dus goed bij elkaar.

PV staat voor Photo Voltaic,  een zonnepaneel / PV-paneel is een paneel dat zonne-energie omzet in elektriciteit.

Er worden fotovoltaïsche cellen op een paneel gemonteerd. Deze zonnecellen zijn meestal gemaakt van silicium, wat uit twee lagen bestaat. Licht laat tussen deze twee lagen elektrische stroom lopen. Daarom heten deze zonnepanelen ook wel fotovoltaïsche cellen en worden afgekort ook wel PV-systemen genoemd.

De ontwikkeling van Zonne Stroom panelen is in volle gang. Een andere vorm van PV zijn bijvoorbeeld elementen gemaakt met de dunnelaagtechnologie. Hierbij wordt gebruikgemaakt van amorf silicium. Deze vorm is goedkoper maar heeft een lager rendement.  “Natuurlijk komen er nog veel meer soorten op ons af in de toekomst”.

Stroom uit zonnepanelen

Met stroom uit zonnepanelen is het mogelijk rechtstreeks batterijen op te laden voor tuinlampen, radio’s, verkeerslichten en nog veel meer. Dit worden “autonome PV-systemen” genoemd.  Of wel  ‘op zich zelf staande systemen’.

Het PV-systeem wat u regelmatig in Nederland op woningen ziet liggen is over het algemeen een systeem met een omvormer welke de opgewekte gelijkstroom van het paneel omzet naar wisselspanning. Wisselspanning is de spanning die in Nederland uit ons stopcontact (wandcontactdoos) komt.  De omvormer is aangesloten op het installatie net, apparaten die op dat moment in de woning stroom verbruiken worden direct bediend en wat dan eventueel nog over is wordt terug geleverd aan het energienet via de meter / huisaansluiting.

Mono- en poly zonnepanelen komen in Nederland het meeste voor.

Het gaat hier om zogenaamde kristallijne zonnepanelen waarbij de zonnecellen gemaakt zijn van silicium. Silicium komt veel voor op deze aarde, vooral in zand. Silicium zonnecellen zijn er in 2 vormen: zogenaamde monokristallijne zonnecellen en polykristallijne zonnecellen. Het productieproces van de cellen bepaalt of het om mono- of polycellen gaat. De dunne film panelen worden vanwegen hun lager rendement minder toegepast in Nederland.

Mono Kristalijn:

• 14 tot 18 % cel efficiëntie
• 0 tot 5 % temperatuur tollerantie
• 25 tot 30 jaar levensduur
• tot 25 jaar opbrengst verwachting

Poly Kristalijn:

• 12 tot 14 % cel efficiëntie
•  -5 % tot  + 5 % temperatuur tollerantie
• 20 tot 25 jaar levensduur
• tot 25 jaar opbrengst verwachting

Dunne Film

• 5 tot 6 % cel efficiëntie
•  -3 % tot  + 3 % temperatuur tollerantie
• 15 tot 20 jaar levensduur
• tot 20 jaar opbrengst verwachting

Poly zonnecellen

Voor de fabricage van polykristallijne zonnecellen wordt silicium gesmolten bij een temperatuur van 1500 graden. Vervolgens vindt afkoeling plaats waarbij kristallen ontstaan die in feite kriskras door elkaar liggen. Uiteindelijk worden plakjes gemaakt die later in zonnepanelen worden toegepast.
Mono zonnecellen

Ook bij monokristallijne zonnecellen wordt het silicium gesmolten. Alleen de afkoeling vindt op gecontroleerde wijze plaats waardoor de kristallen allemaal netjes eenzelfde richting hebben. Daardoor zien de mono zonnecellen er geordend uit.

Kleur van de zonnecel

Mono zonnecellen zijn vooral mooier. Ze hebben een donkere kleur, bijna zwart. Poly zonnecellen hebben vaak een blauwe kleur waarbij kristallen zichtbaar kunnen worden. Dit is dan ook de belangrijkste reden waarom mensen voor mono zonnepanelen kiezen.

Verschil in opbrengst

Het poly zonnepaneel doet het met diffuus (indirect) licht beter, het mono zonnepaneel met direct licht. Kijken we naar het Nederlandse klimaat dan is het verschil in praktijk eigenlijk minimaal.

Verschil in prijs

Polykristallijne zonnepanelen zijn vaak iets goedkoper. Het gaat hierbij over een verschil van circa 10%. Hierbij speelt de kleur van het frame een belangrijke rol. Vaak willen mensen die mon kristallijne zonnepanelen kopen ook een zwart frame zodat een mooi zwart vlak ontstaat. Om het frame zwart te krijgen wordt het aluminium zogenaamd geannodiseerd. Dat is één van de redenen van de hogere prijs.

Dunne film

De laatste jaren was er een nieuwe techniek in opkomst. Het ging hierbij om de zogenaamde dunne film zonnepanelen. Deze zonnepanelen liggen het dichtst bij de monokristallijne zonnepanelen, vooral omdat deze in het zwart zijn uitgevoerd. Dunne film zonnepanelen zijn er weer in 2 uitvoeringen, de zogenaamde CIS (Copper Indium Seleniumen) CISG (Copper indium gallium selenide) varianten.  In Duitsland werden deze enkele jaren terug massaal toegepast, echter de ‘terugloop’ daar lijkt nog sneller te gaan dan de opkomst. Men kiest ook daar nu voornamelijk weer voor Poly en Mono panelen om levensduur en rendement. De dunne film panelen geven vaak per paneel ook andere voltages per paneel dan de Mono en Poly panelen, daardoor zijn er soms ook andere type omvormers nodig.

De omvormer

De omvormer is een belangrijk onderdeel van het zonnesysteem.  Het vermogen van een omvormer dient afgestemd te zijn op de totale capaciteit van de zonnepanelen. De capaciteit van zonnepanelen wordt aangeduid met de eenheid WP. Dit betekent dat onder ideale omstandigheden (5 ° Celsius) een bepaald vermogen wordt afgegeven. Echter halen wij in Nederland nooit deze ideale omstandigheden. Het vermogen van de omvormer mag dus lager liggen dan de capaciteit in WP (Watt Piek) van uw zonnepanelen. Voorbeeld:  Op een installatie met 2200 WP kan prima een omvormer van 2000 Watt. Als de zonnepanelen niet ideaal op het zuiden gericht zijn kan soms nog wel een kleinere omvormer aangeschaft worden.

In de regel wordt gekozen voor een omvormer die 20% kleiner en maximaal 10% groter is dan het totaal vermogen in WP van de zonnepanelen.  Maar laat uw installateur even een berekening maken op basis van de praktijksituatie. De hellingshoek, plaats in Nederland en oriëntatie ten opzicht van het zuiden bepalen daarbij mede welke omvormer u nodig heeft.

Voorbeeld: Stel dat u 12 POLY panelen van 275 Watt Piek op uw dak gaat leggen, totaal wordt dat dus 12 x 275 = 3300 Watt Piek.  Uw omvormer zal dan, bij panelen op het zuiden gericht, liggen tussen een type van (0,8 x 3300=)  2640 WP (max) en (1,1 x 3300) 3630 WP (max) Maar in Nederland kiest u dan dus liever een 2640 WP (max)  dan een 3630 WP (max) omvormer!  Een omvormer heeft namelijk ook een bepaald werkingsgebied, onder een bepaalde zon-opbrengst zal de omvormer uitschakelen. Dit werkingsgebied is meestal een percentage van het maximale, als u een omvormer aan de kleine kant kiest, zal percentagegewijs de omvormer dus langer kunnen leveren.

Gedeeltelijke schaduw
Allen als u last heeft van een gedeeltelijke schaduw over de panelen is het soms verstandig om op een andere manier te werk te gaan. In een aaneenschakeling van panelen is namelijk de zwakste schakel van grote invloed. Één paneel wat veel minder levert beïnvloed ook de levering van de andere panelen.

Mogelijkheid 1:  Door een aparte lus (string) te maken van zonnepanelen die op een bepaald moment gelijktijdig in de schaduw komen te liggen.  Daarvoor moet u wel kiezen voor een omvormer met meerdere trackers. Een tracker optimaliseert namelijk het vermogen van een lus. Bij de eigenschappen van omvormers staat altijd aangegeven hoeveel trackers de omvormer heeft. Let wel: per lus dient u meestal wel een minimaal aantal zonnepanelen aan te sluiten, anders krijgt de omvormer te weinig vermogen om zijn werk te kunnen doen.

Mogelijkheid 2: Elk paneel een eigen omvormer geven (ook wel power optimizer of micro omvormer genoemd). Elk paneel levert dan onafhankelijk van de andere panelen zijn bijdragen.  Deze mogelijkheid is m.b.t. aanschaf een duurdere oplossing.

U kiest dan ook alleen voor deze oplossingen bij Gedeeltelijke schaduw mogelijkheid. Vaak is daar op een dak geen spraken van.

Gebruik bovenstaande afbeelding om de theoretische opbrengst per jaar te bepalen.

Voorbeeld: We monteren 8 panelen van elk 290 Watt Piek op een dak van een loods met een helling van 28º
De richting van het dak valt tussen Zuid-Oost  en Oost-Zuid-Oost.

Boven in de circel zien we graden staan van 10 º tot 90 º op een lijn die rond loopt, dat is de hellingshoek waaronder de panelen
worden gemonteerd / gericht. Daarnaast zien we de verdeling van Noord – Oost – Zuid – West.

We plaatsen nu een teken bij het punt bij hoe onze panelen in dit voorbeeld zijn gemonteerd.
Dat is dus bij 28 º tussen ZO en OZO. En we kijken dan in welke kleur dit valt.
In dit geval is dit midden in een oranje vlak. Oranje is een vlak van 90 tot 95 % opbrengst zie we op de kleur schaal links.
Omdat de stip in het midden valt van een oranje vlak gaan we ook in het midden zitten tussen 90 en 95% , dus 92,5 %
Factor richting en helling = 0,925

Dan is er nog een 2e percentage dat we gebruiken, en dat is een vaste factor van 95% (Omvorm factor)
Factor omvormer is 0,95

Dan volgt nu de berekening van de te verwachten opbrengst :

8 panelen x 290 Watt Piek = 2320 Watt Piek
We vermenigvuldigen deze nu met beide factoren 2320 WP x 0,925 x 0,95 = 2038
De te verwachten jaar opbrengst van deze 12 panelen is totaal 2038 kWh (KiloWatt/uur) per jaar.

U kunt dit voorbeeld volgen met uw eigen situatie of te maken situatie.

Je kan van beide factoren natuurlijk ook één factor maken, in dit voorbeeld: 0,925 x 0,95 = 0,878

Het totaal aantal Watt Piek x 0,878 in dit voorbeeld is het te verwachten aantal kWh per jaar.

Die 2038 kWh per jaar kun je niet door 12 delen, en stellen dat je per maand 169 kWh op wekt.
In de zomer is er meer zon en zijn de dagen langer, de verhouding van opbrengst per maand is in Nederland:

In deze grafiek zie je dat bijvoorbeeld in januari maar 3,6% van de jaar opbrengst valt.
met andere woorden van de jaar opbrengst uit het voorbeeld, van 2038 kWh, pak je in januari maar 73,36 kWh.

Terugverdientijd pv panelen

Wij betaalden voor de 8 MONO – panelen uit bovenstaand voorbeeld  inclusief omvormer € 3200,–

In dit geval hebben we ze zelf geplaatst met hulp van vrienden, de montage was dus gratis
(montage zou anders zo’n  900 euro zijn).

Wat is de terugverdientijd van dit voorbeeld bij zelf montage?

Kosten 3200,–
Opbrengst per jaar 2038 kWh x (onze elektra prijs) € 0,22 =    € 448,- **
3200 : 448 =  7,1 jaar.  Daarna gaan we verdienen.
Terug verdientijd, van dit voorbeeld, inclusief montage
Kosten 3200 + 900 =  4100 euro.
Opbrengst per jaar 2038 kWh x (onze elektra prijs) € 0,22 =    € 448,- **
4100 : 448** = 9,1 jaar.  Daarna gaan we verdienen.

Bovenstaand is slechts een voorbeeld !

Bereken met bovenstaande methode de opbrengst, vraag een offerte aan, neem die prijs van aanschaf zoek op wat u per kWh  betaald en bereken uw terugverdientijd. Of wel het tijdstip vanaf wanneer u gaat verdienen.

** Let op dit terugverdienmodel gaat uit van het zgn. salderen. Tot 2023 is het salderen nog van kracht in Nederland, daarna zal het waarschijnlijk stapsgewijs verdwijnen.

Salderen, bij pv-panelen, hoe werkt dat ?

Op uw energierekening staat hoeveel energie u geleverd hebt gekregen (verbruikt) van het energiebedrijf. Dat staat vermeld in kWh. Daarvan wordt de energie die u hebt terug geleverd afgetrokken.  Deze aftreksom heet salderen.

Niet alle energie die u terug levert telt mee voor het salderen. Er is een grens vastgesteld. Dit heet de salderingsgrens ook moet u de elektriciteit via dezelfde aansluiting terug leveren als waarmee het energiebedrijf u elektriciteit levert.

Energiebedrijven zijn wettelijk verplicht om tot een verbruik / terug levering van 5000 kWh per jaar te salderen

.

Voorbeeld 1:  U heeft van het net 4200 kWh opgenomen maar ook  3000 kWh terug geleverd aan het net.
U betaald dan aan energie kosten 4200 – 3000 kWh  = 1200 kWh verbruik aan uw energie maatschappij.

Voorbeeld 2: U heeft uit het net 4200 kWh opgenomen, en u heeft ook 4200 kWh uur terug geleverd aan het net:  U betaald dan geen energieverbruik !  (Wel de vaste kosten voor het net).

Voorbeeld 3: U heeft uit het net 4200 kWh opgenomen, en u heeft 4400 kWh terug geleverd aan het net.
Uw energie maatschappij betaald dan aan u 200 kWh met een kWh prijs die zij zelf vaststellen. Dus waarschijnlijk veel minder dan de kWh prijs die u betaald aan hen voor aankoop van energie.

Voorbeeld 4: U heeft een verbruik van 6000 kWh en u heeft terug geleverd 6000 kWh.
De wettelijk verplichte salderingsgrens voor kleinverbruikers is 5000 kWh.
Uw energie maatschappij saldeert (streept tegen elkaar weg) 5000 kWh
U krijgt een rekening voor 1000 kWh verbruik:  bijvoorbeeld 1000 x  € 0,23 = € 230
U krijgt betaald voor de terug levering: bijvoorbeeld 1000 x € 0,05 = € 50,00
Per saldo betaald u dan dus 230 – 50 = 180 Euro.

Monteer daarom niet te veel PV panelen, probeer het verbruik en terug levering in evenwicht te houden.

Bekijk hier alle subsidies zonnepanelen.

Voorbeeld energiefactuur met PV panelen:

Als energie-ambassadeur krijgen wij regelmatig de vraag hoe men om moet gaan met de stroomrekening na plaatsen van PV panelen. Soms is het niet duidelijk wat het verbruik aan elektriciteit is, wat uit het net aan energie is onttrokken en wat terug geleverd is.

Aan de hand van een praktijk voorbeeld:

(hoekwoning van 100 m² / bouwjaar 1965 / nageisoleerd en voorzien van dubbelglas)

Een gezin (met slimme meter in de woning)  ontving onderstaande jaarfactuur van zijn energiemaatschappij:

(Een slimme meter is een meter welke data kan versturen naar de leverancier waardoor zij dagelijks uw verbruik kunnen inzien, een slimme meter is ook voorzien van een teller voor teruglevering)

Het verbruik uit het net:

De persoon van deze rekening heeft geen ‘nachttarief’ afspraak met de maatschappij.
De meter registreert overigens het verschil tussen dag- en nachtlevering wel.

Totaal verbruik elektra op de factuur is 1033 kWh + 1278 kWh = 2311 kWh

Totaal verbruik aardgas op de factuur is 1331 m² gas

—

Even later ontving deze persoon onderstaande nota betreffende aan het net teruggeleverde stroom door de PV panelen

De slimmemeter heeft genoteerd voor teruglevering:  1970 kWh + 784 kWh = 2754 kWh  teruggeleverd aan het net.

Nu is de vraag:  Hoeveel energie heeft dit gezin (2 personen) geconsumeerd aan elektra ?

Om daar op antwoord te kunnen geven moeten we ook nog weten wat de PV panelen hebben opgebracht gedurende dit ‘factuur jaar’ .     Deze gegevens zijn uit te lezen op de zgn. omvormer(s) van de panelen.

Bovenstaande consument heeft op het dak van zijn woning 12 PV panelen gemonteerd maar ook nog 4 panelen op het dak van zijn garage.  Voor het gemak en mogelijke uitval van een omvormer heeft deze consument 2 oude elektra meters (voor ‘n paar tientjes gereviseerd te koop op het internet) gemonteerd tussen de omvormer en de elektra-aansluiting op de huis installatie. Elk jaar bij het doorgeven van de ‘eindstand’ voor de energie jaarafrekening schrijft hij voor zich zelf de stand van deze meters op.

De 12 panelen op het dak hadden dit jaar geleverd: 2818 kWh
De 4 panelen op de garage hadden dit jaar geleverd: 1083 kWh

Totaal dus zelf opgewekt: 2818 kWh + 1083 kWh = 3901kWh

Dan nu antwoord op de vraag Hoeveel elektra heeft dit gezin dit jaar gebruikt / geconsumeerd:

Van de PV panelen is gekomen 3901 kWh
Daarvan zijn teruggeleverd aan het net: 2754 kWh

Dat betekend dat 3901 kWh – 2754 kWh = 1147 kWh tijdens de opwekking direct van de panelen naar een ‘gebruiker’ in de woning is gegaan. (koelkast / diepvries / enz. enz.)
Uit het net opgenomen (op factuur): 2312 kWh
Direct van de panelen af verbruikt: 1147 kWh

Dit gezin heeft dit jaar dus 2312 + 1147 = 3459 kWh verbruikt / geconsumeerd.

Met PV panelen vind je het echte elektra verbruik dus niet direct terug op je jaarafrekening !

Deze PV installatie uit de praktijk nog even onder de loep:

Op het dak van de woning liggen 12 stuks Poly PV panelen van 240 Watt piek  van het merk Jiansu
Totaal dus 2880 Watt piek.  De panelen liggen ongeveer 45 graden schuin naar ZWW (Zuid West West) gericht.

De opbrengst tijdens bovenstaand factuur jaar was 2818 kWh.
De ‘Watt piek methode factor’  was dus 2818 (geleverd) : 2880 (Watt piek opstelling) = 0,978  Wat goed is te noemen!

(Omvormer Solvia Delta 2.5)

Op het dak van de garage liggen 4 stuks Mono PV panelen van 275 Watt piek van het merk Yingli
Totaal dus 1100 Watt piek. De panelen liggen ongeveer op 35 graden schuin naar ZWW (Zuid West West) gericht.
De opbrengst van dit bovenstaand factuurjaar was 1083 Kwh
De ‘Watt piek methode factor’ was dus 1083 (geleverd) : 1100 (Watt piek opstelling) = 0,984 Wat goed is te noemen.
(Omvormer Omnik 1.0 TL)

Daarbij nog vermeld dat in het najaar / winter de panelen op het dak wat schaduw krijgen door bomen aan de overzijde van de straat en in dit zelfde jaargetijde de panelen op de garage in de middag schaduw krijgen door een nabije woning,  dit vanwege de dan laag staande zon.

Terugverdientijd:
De panelen op het dak zijn in 2012 door de bewoner zelf geplaatst en aangeschaft voor totaal: 3.867 Euro
De panelen op de garage zijn in 2013 ook door de bewoner zelf geplaatst en aangeschaft voor 1.840 euro

Genoemde bedragen zijn inclusief omvormers en montage materiaal

Over de aanschaf van 2012 ontving de bewoner toen 580 euro subsidie van het rijk.
Totaal uitgave wordt dan: 3867 + 1840 minus 580 = 5.127,- euro.

De opbrenst dit jaar 3901 kWh x 0,21 euro = 819 euro ! **
De voorgaande jaren waren vergelijkbaar met dit jaar.

Aanschaf 5.127 euro : 819 euro per jaar opbrengst =  6,26 jaar
De terugverdientijd is dus 6,3 jaar , na deze tijd is alle opbrengst puur winst.

Is de aanschaf van PV panelen een goede keuze geweest ?

Laten we eens kijken over een periode van 10 jaar:

Stel dat we het bedrag van 5.127 euro in 2012 op de bank hadden gezet in plaats van uitgegeven.

En stel dat we 2% rente hadden gepakt: (U kent de rente anno 2016?, dan is 2%  knap)

5127 -5229-5334-5440-5549-5660-5773-5889-6007-6127-6249
(10 jaar rente levert dus na 10 jaar een bedrag op van 6.249 euro) op de bank.

Stel dat de stroomprijs redelijk stabiel blijft en we elk jaar 819 euro van ons dak halen en deze  jaarlijks op de bank zetten
819 op de bank maakt:

na 1 jaar:  819 x 1.02  (rente)  + 819 van het dak is : 1654 euro
na 2 jaar: 1654 (x 1.02 met rente) + 819 (weer aan stroom van dak gekomen) = 2506 euro
na 3 jaar: 3375 ,-
na 4 jaar: 4262, –
na 5 jaar: 5166,-
na 6 jaar: 6088,-

na 7 jaar: 7029,-

na 8 jaar: 7989,-

na 9 jaar: 8967,-

na 10 jaar: 9966, –  op de bank !

+  PV panelen op dak die nog wel iets langer mee kunnen.

De zon komt gratis op …..    tot zover dit voorbeeld