home

Zonnepanelen

Shell Solaris panelen

In een tijd dat de energiemarkt nog niet was vrijgegeven en er alleen grijze stroom bestond, was Shell al bezig met alternatieve energiebronnen. Zo promootte Greenpace in 1999 het Shell-Solaris zonnepanelen project, waar men met collectiviteitkorting en overheidsubsidie aan kon deelnemen. De prijs bedroeg ƒ 975 (±€ 443) per paneel van 93 Wp inclusief inverter, dakconsole en aansluitsnoer. De opbrengst zou gemiddeld 80 KWh per jaar bedragen. Hoewel dat een vrij lange terugverdientijd betekende en ik nogal sceptisch ben over verkooppraatjes van leveranciers, heb ik, uit nieuwsgierigheid en het initiatief wilde nemen tot een milieuvriendelijker alternatief, toen toch 2 panelen aangeschaft. Sindsdien heb ik hiermee enige ervaring opgedaan, welke ik graag hier wil delen.

Installatie

De panelen waren plug-en-play en daardoor zonder installateur snel en eenvoudig geïnstalleerd op mijn platte dak. De panelen konden opgesteld worden voor optimale belichting zonder hinder van belemmerende obstakels. Ieder paneel was aan de achterkant al voorzien van een micro inverter waar ze, met het bijgeleverd lange rubber snoer, door het dak op een 230V stopcontact konden worden aangesloten. De ƒ 100 voor een computerinterface was mij te prijzig en heb er aanvankelijk een gebruikte draaischijf KWh meter (andersom aangesloten) tussen geplaatst om zo de opbrengst te kunnen bijhouden.

Gebruiksverloop

Rond de eeuwwisseling de panelen ontvangen en in april 2000 geplaatst en aangesloten.

Eind 2002 ontdekte ik dat de opbrengst achter bleef. Nader onderzoek wees uit dat beide inverters het hadden begeven. Na wat getelefoneer heb ik onder garantie in Alphen a/d Rijn de inverters kosteloos kunnen omruilen voor nieuwe en ze in april 2003 gemonteerd.

Begin 2006 was er weer een inverter defect. Na veel communicatie, waaruit bleek dat het bedrijf was verkocht aan Optelecom, was de slotsom dat er geen garantie meer geleverd kon worden. Kennelijk was ik niet de enige die te maken had met defecte inverters en was de conclusie dat het een constructiefout moest zijn. De gebruikersgroep is toen zijn recht gaan halen bij Optelecom dat verantwoordelijk was voor de serviceverlening.

In maart 2007 besloot ik om beide panelen maar op de ene goede inverter aan te sluiten, waardoor de totaal opbrengst weer wat verbeterde, maar natuurlijk niet het maximum vermogen van de 2 panelen kon verwerken. De gerechtelijke procedure liep nog en daar was het wachten op.

OK4 inverters

Pas in 2008 werd de gebruikersgroep in het gelijk gesteld en moest Optelecom de klachten verhelpen. Deze stelde dat de oorzaak van de defecten veroorzaakt werd door de temperaturen waaraan de inverters in de buitenlucht op het dak bloot stonden. Begin 2008 kreeg ik zodoende twee nieuwe inverters met kabels en instructies voor binnenmontage, waardoor ik in maart 2008 de panelen weer in bedrijf had (zie afbeelding hiernaast).

RS232 to RS485 adapter

Begin 2011 heb ik een interface (zie links) gemaakt om de RS485 poort van de OK4 inverters te kunnen verbinden met de RS232 poort van mijn computer. Het bijbehorende programma had ik inmiddels al kunnen bemachtigen van de NKF website. Zodoende was ik in staat de opbrengst van ieder paneel afzonderlijk te monitoren en ben zo beter in staat om een defect te constateren. De oude Ferraris KWh meter heb ik er tussen laten zitten ter referentie.

In juli 2017 merkte ik dat er al enkele maanden een inverter een wel heel lage opbrengst had. Communicatie met de inverter was echter wel mogelijk. Hij had toen de vrij hoge stand van 1.052,948 KWh bereikt. Omdat ik nog een goede in reserve had, kon ik die zonder problemen vervangen.

Opbrengst

Opbrengst/week
Opbrengst

Hoewel voorspeld werd dat de opbrengst per paneel gemiddeld 80 kWh per jaar zou zijn, is dit slechts op 67 kWh uitgekomen (zie grafiek). De investering is na 20 jaar dan ook nog maar voor 2/3 terugverdiend. De redenen hiervoor zijn:

  1. Voorspelde gemiddelde rendement was te optimistisch
  2. Als gevolg van defecte inverters was er enkele jaren (2002, 2006-2008, 2017) minder opbrengst
  3. KWh-prijs van energiebedrijven is minder gestegen dan kennelijk werd verwacht

PV-panelen

De panelen zijn van het merk Shell Solar Energy BV uit Helmond, type ACN2000E en bestaan uit een aluminium frame en glasplaat met daarachter 72 in serie geschakelde polykristallijne silicium cellen van 100 x 100 mm. Het paneel meet 133 x 71 x 2 cm. Het nominaal max. vermogen van 93W wordt bereikt bij 33,0 V en 2,81 A.
De panelen zelf functioneerden in de afgelopen 20 jaar zonder problemen. Veroudering is er niet aan te bespeuren, niet visueel, maar ook niet wat betreft de opbrengst. M.i. kunnen ze nog prima 10 jaar mee. Wel bleek het nuttig om eens per jaar, b.v. in het voorjaar, ze een schoonmaakbeurt te geven. Door stof dat er op vastkoekt en zich er niet door regen laat afspoelen, blijkt dat de opbrengst anders terug loopt.

Dit type paneel is nu niet meer te koop. Een tegenwoordig gangbare maat is ca. 165 x 100 cm. Polykristallijne (blauwe) panelen zijn nog steeds te koop en de voordeligste, maar veel mensen kiezen, m.n. bij een zichtbare opstelling, liever de duurdere monokristallijne (zwarte) panelen. Deze hebben ook een hogere opbrengst bij gelijke afmetingen. Het is nog te vroeg om te weten of er verschil in veroudering zal zijn.

Inverters

De inverters zijn van het merk NKF Electronics uit Gouda, type OK4E-100 met afmetingen 93 x 120 x 30 mm. De werkspanning is 24-50V waarbij het aan de 230V 50Hz uitgang een max. vermogen van 100W levert. Met de NKF OK485 adapter, aangesloten op een computer via de RS232 COM-poort, kan men tot 120 inverters via een 2-draads RS485 bus monitoren.
De inverters gingen enkele keren kapot. Het is dan ook een ingewikkeld stukje elektronica, dat in dit ontwerp kennelijk nog met wat kinderziektes te kampen had. Ze maken op zich een solide indruk en het revolutionaire ontwerp was zeker goed doordacht. Het is jammer dat het binnenwerk i.v.m. buitenmontage in kunsthars is gegoten. Hierdoor is bij een defect niet meer na te gaan welk onderdeel de veroorzaker is. Opmerkelijk is echter dat alle defecten optraden in de winterperiode, waardoor hittestress m.i. niet aannemelijk is. Dat de binnen gemonteerde inverters langer heel bleven kan betekenen dat de defecten werden veroorzaakt door de grote temperatuurschommeling in de buitenlucht. Mogelijk kan ook een inferieur component in een specifieke productiebatch de oorzaak zijn. Bij computers (ook van gerenommeerde merken) heb ik in die periode namelijk veel kapotte elco's moeten vervangen.
Het is erg nuttig gebleken dat ieder paneel zijn eigen inverter heeft. Dit maakt het vergelijken van de opbrengst van de individuele panelen mogelijk en helpt bij het herkenen en lokaliseren van een probleem.

Bij de huidige grotere panelen is het nog steeds mogelijk om bij ieder paneel een eigen micro-inverter te monteren, dat afzonderlijk monitoren mogelijk maakt. Veel nieuwe installaties worden echter voorzien van een enkele binnen gemonteerde string-inverter, waarbij individueel monitoren onmogelijk is, maar wel voordeliger is. Een bijkomend nadeel daarmee is dat er op het dak kabels lopen met zeer hoge spanning (300-600V), dat een potentieel veiligheids risico vormt. Voorts is geconstateerd dat een paneel met weinig opbrengst (b.v. door schaduw, vuil of defect), dit de hele keten nadelig beïnvloedt. Dit laatste effect kan overigens worden opgelost met z.g. optimizers, wat natuurlijk de kosten wel weer opschroeft.

OK4 Manager

Monitor

Een Windows programma van iQue, dat met max. 120 OK4 inverters communiceert via een NKF OK485 adapter aan de COM-poort, biedt de mogelijkheid om diverse informatie uit te lezen en parameters in te stellen. De laatste versie daarvan is de OK4-Manager uit 2004 (zie hiernaast). Dit programma werd geschreven voor Windows-XP. Gelukkig heb ik nog steeds een oude computer met een COM-poort waarop dit draait en die het waarschijnlijk nog wel 10 jaar volhoudt.

Monitoren kan natuurlijk al met een oude draaischijf of digitale KWh-meter. Het moet dan wel een type zijn dat bij stroomonderbreking de stand bewaart. De meterstand moet ook periodiek (b.v. wekelijks) worden bijgehouden. Bij meerdere inverters is het echter handig om dit geavanceerder (b.v. met een computer) te doen.

Tegenwoordig communiceren vrijwel alle micro-inverters via WiFi of over de 230V aansluiting met een binnen gemonteerd kastje dat via internet de gegevens doorgeeft aan een cloud-server van de fabrikant. Bij string-inverters gebeurt dit zonder extra kastje. De gebruiker kan vervolgens met een app op de smartphone of met een internet-browser van de computer op de cloud-server alle daar verzamelde gegevens van minuut tot minuut volgen. Of iedereen na jaren dat nog op de minuut blijft volgen lijkt mij twijfelachtig. Belangrijk is wel om dat periodiek te blijven controleren op normaal gedrag. Het is duidelijk dat daarmee monitoren wel volledig afhankelijk is van de cloud-server van de fabrikant. Helaas zijn in het verleden al veel inverter fabrikanten verdwenen en daarmee ook hun cloud-servers. De huidig actieve bedrijven zijn vaak nog maar enkele jaren oud en zijn soms in handen van Chinese ondernemingen. Het is nog maar de vraag of ze over ca. 10 jaar nog bestaan en of er dan nog ondersteuning wordt verleend. Het gebruik van een app op de smartphone zal zeker niet decenniaproef zijn. Er zal ongetwijfeld binnen 10 jaar wel weer een andere vorm van communicatie voor in de plaats verschijnen. Of het monitoren van panelen dan nog wordt ondersteund valt te betwijfelen. Om daarna nog te monitoren is een autonome KWh-meting het enige alternatief. String inverters zijn dan in het voordeel omdat op het bedieningspaneel vaak ook de KWh meterstand kan worden getoond.

Conclusie

  1. Geloof beloftes van leveranciers maar half, ook niet dat er een garantie van 10 jaar of meer gegeven wordt. De kans dat het bedrijf of de fabrikant dan nog bestaat is statistisch uiterst gering.
  2. Reken er op dat er defecten kunnen optreden. Een nieuwe inverter kan dan zomaar een extra kostenpost van enkele honderden euro's betekenen.
  3. Monitoren is belangrijk om zo op tijd problemen te kunnen detecteren. Een defecte installatie levert geen energie, maar is zonder te monitoren niet waar te nemen. Autonoom monitoren met een KWh meter zal een langer leven zijn beschoren dan cloud afhankelijk monitoren. Een inverter die ook autonoom de KWh meterstand toont kan later zeer nuttig blijken.
  4. Houd er rekening mee dat het huidige salderen in 2023 eindigt. De overheid verliest met het toenemend aantal particuliere paneel-bezitters namelijk steeds meer belastinginkomsten. De terug geleverde energie zal daarna ongetwijfeld dit belastingpercentage (ca. 75% van de KWh prijs in 2020) minder opleveren. De terugverdientijd kan dan zomaar verdrievoudigen. Dit apart berekenen van afgenomen en terug geleverde energie is natuurlijk alleen mogelijk dankzij het extra telwerk in de z.g. slimme meter. De bezitters van een traditionele draaischijfmeter zijn dan in het voordeel, want hun meter draait dan gewoon achteruit als de energie de andere kant op vloeit. Welke meter is nou slimmer?
  5. M.i. komen gemeentelijke- of overheidssubsidies hoofdzakelijk ten goede aan de installateur. De doe-het-zelver zal hooguit de betaalde BTW kunnen claimen. Economie wint het altijd van milieu.
  6. Besef dat eigen panelen niet groener er zijn dan de groene energie van een energiebedrijf. Die is wellicht iets duurder door de BTW, maar ontlast de gebruiker van het onderhoud en risico's.
Zonnepark Assen

Effectiviteit van natuurstroom

In het verleden was de elektravoorziening overzichtelijk. De energie werd naar behoefte opgewekt door kolen-, gas- of nucleaire centrales. Tegenwoordig met het toenemend aantal windturbines en zonnepanelen (zie afb: Zonnepark-XXL te Assen) is dat een stuk complexer geworden. Wind en zon houden namelijk geen rekening met de energiebehoefte. Bij een huishouden zal er 's zomers overdag nauwelijks behoefte zijn aan elektra, terwijl dat 's avonds en vooral in de winter het grootst zal zijn. Maar juist dan is het aanbod van zonne-energie nihil. Dit houdt in dat op een zonnige zomerdag energie aan het net wordt geleverd en op een donkere winteravond de meeste energie wordt afgenomen. Die wisselwerking moet door de netbeheerder worden geregeld. Tot nu toe wordt dit gecompenseerd door de oude traditionele elektrische centrales meer of minder te laten leveren. Zolang de totale behoefte nog niet gedekt wordt door alle opgewekte wind- en zonne-energie, zal dit nog werken, maar nu al moeten ook windturbines soms stil gezet worden wanneer het aanbod groter is dan de vraag. En dat terwijl het aandeel natuurstroom nog maar ca. 2,5 % van onze totale energiebehoefte dekt. Dit probleem zal alleen maar toenemen, omdat er nog steeds zonnepanelen en windturbines bij zullen komen. Hopelijk zal ook menigeen zijn best doen om de energiebehoefte te verminderen. Wellicht zal in de toekomst dan zelfs teruglevering van zonne-energie door de netbeheerder gereguleerd moeten gaan worden. Voor tijden zonder wind- en zonne-energie blijven we echter evengoed afhankelijk van onze oude vervuilende centrales. Ons net is al gekoppeld aan het europese, waardoor lokale schommelingen enigzins kunnen worden opgevangen. Er wordt al wel gedacht aan opslag van overtollige wind-energie door dit om te zetten in waterstof, maar dit zal niet goedkoop zijn en het is de vraag of dit nog economisch interessant is. Privé opslag van energie in accu's biedt alleen een mogelijkheid voor de korte duur (b.v. voor elektrische voertuigen of kampeer gebruik), maar is nog te kostbaar voor langdurige (maanden) opslag.

Nawoord

Hoe nu verder? Mijn overige elektrische energie betrek ik inmiddels van een bedrijf dat mij 100% windenergie garandeert. Ik voel mij dan ook niet schuldig aan CO2 uitstoot als gevolg van deze energiebron. Mede door onzekerheid omtrend de belastingen ben ik daarom vooralsnog niet van plan om meer te investeren in zonnepanelen. Hooguit een afdankertje voor een zacht prijsje.Elektraverbruik

Meten is weten: Er zijn voordeliger manieren om te besparen op elektra. Zelf houd ik al jaren bij wat ieder elektrisch apparaat gebruikt. Digitale KWh meterSoms is dat eenvoudig af te lezen (zoals bij een lamp). Bij andere apparaten (b.v. koelkast, wasmachine of computer) moet dat gemeten worden met een losse KWh meter (links de EKM 265 die ik daartoe gebruik). Controleer daarbij ook of de aan/uit schakelaar op een apparaat dit daadwerkelijk doet (de oude digitenne ontvanger b.v. gebruike zowel aan als uit evenveel energie). Vervolgens kun je een schatting maken van het aantal uren per jaar dat dit apparaat aan staat. Vergeet ook niet de sluikverbruikers, zoals adapters, modems, routers, transformators enz. en incidentele gebruikers zoals opladers van mobiele apparaten, strijkbout, kerstverlichting, enz.. Ter controle kan dan de som van al die apparaten worden vergeleken met het werkelijke jaarverbruik. De grootverbruikers in huis zijn dan makkelijk in zo'n lijst te herkennen en valt er mogelijk wat op te bezuinigen. Zo heb ik in het verleden ontdekt dat mijn koelkast nodig aan vervanging toe was en heb ik tussen diverse apparaten een verdeeldoos met schakelaar gezet. Rechts een diagram van de verdeling van mijn elektraverbruik van 1500 KWh/jaar in 2018. In 2005 heb ik ook schoolkinderen van groep 7 zo'n onderzoek in hun school laten doen, om hen (en de leerkrachten) bewust te maken van energiegebruik. Hopelijk heeft het ze geïnspireerd.

verbruik 2020Energiebronnen: Zoals mogelijk bij veel huishoudens bedraagt mijn benodigde elektrische energie maar 9,3% van het totale energiegebruik (gas, benzine en elektra) zie diagram links. Daarvan komt 11% van de zonnepanelen (slechts 1,0% van het totale verbruik). Benzine bedraagt toch nog 4,6%, hoewel ik slechts ±2000 Km per jaar rij. De fiets gebruik ik zo veel mogelijk. Gas daarentegen bedraagt 86,1% van mijn energieverbruik en verdient eigenlijk veel meer aandacht. Verwarmen op aardgas is niet milieuvriendelijk, alhoewel mijn leverancier dit wel compenseert met nieuwe bosaanplant. Voor verwarmen geldt trouwens dat isoleren de voordeligste manier is om hierop te bezuinigen. Daar heb ik al veel aan gedaan, maar ben nog meer van plan. Een warmtepomp is voor mijn huis uit 1969 geen optie door een bouwkundig probleem. Ook vergt het drastische en kostbare ingrepen. Of dat dan een voordeliger en milieuvriendelijker verwarming biedt zal de toekomst moeten uitwijzen. Voorlopig schijnen installateurs er nog veel problemen mee te hebben. Ik wacht wel op alternatieven. Een interessante ontwikkeling is het toenemend aanbod van biogas, dat nu nog zo'n 15% duurder is bij mijn energieleverancier.

Belastingen: Energieprijzen worden voornamelijk bepaald door belasting (ca. 70%). Verder kost elektra kleinverbruikers (anno 2020) per MJ nog steeds ca. 3 keer zo veel als gas en benzine ca. 2 keer zo veel. Voor de portemonnee is energie uit gas daarom nog altijd voordeliger dan elektra. Wie wil er nou van het gas af met zo'n beleid! Vermoedelijk zou elektrisch rijden ook duurder uitpakken als het niet aan alle kanten werd gesubsidieerd. Bedenk daarbij dat zo'n subsidie maar tijdelijk zal zijn. Voorts betalen kleinverbruikers voor gas ca. 26 keer zoveel energiebelasting als grootverbruikers. Voor elektra is dat ca. 180 keer zoveel. Hoe eerlijk is dat nou?

Milieu: Om het milieu te sparen moet m.i. naar meer aspecten worden gekeken. Namelijk productie, gebruik, levensduur en afvalverwerking. Zo lijkt het credo wel dat alles wat elektrisch is, milieubewust en duurzaam zou zijn. Vaak wordt daarbij vergeten dat veel apparaten daarvoor accu's nodig hebben, die een relatief korte levensduur hebben en de productie ervan allerminst milieuvriendelijk is. Meestal is de accu zelfs bepalend voor de economische levensduur van het hele apparaat. Zo is b.v. een laptop minder duurzaam dan een desktop-computer. Ook is een mechanische fiets natuurlijk duurzamer en beter voor het milieu dan een elektrische en een elektrische auto schijnt pas milieu-winst te boeken t.o.v. benzine als er meer dan 100.000 Km op de teller prijkt. Dat moet dan wel binnen de levensduur van de accu's gebeuren, dus binnen 8 á 12 jaar. En zou een simpele gloeilamp in een weinig gebruikte ruimte niet beter voor het milieu zijn dan een gecompliceerde electronische spaar- of ledlamp? Misschien is het beter om te streven naar een langere gebruiksduur, minder mobiliteit en minder energie behoeftige apparaten. Zo kan een zuinige benzineauto bij weinig gebruik toch duurzamer uit de bus komen dan een elektrische. Over de verwarming in een electrische auto wordt overigens weinig gerept in alle halleluja berichten, wat in ons kikkerlandje toch best veel energie van de accu's moet vergen. Bij een verbrandingsmotor is dit restwarmte, dat bij electrisch rijden ontbreekt en apart aan de accu moet worden onttrokken. Volgens recent onderzoek reduceert dit de actieradius met ca. 35%. Of EV's voordeler in gebruik zijn dan conventionele auto's is natuurlijk een andere kwestie. Een berekening leert dat een gemiddelde EV een e-liter (kWh/liter) prijs heeft van €0,55 (of €1,42 bij een laadpaal). De laadpaal is dus bijna even duur als de benzinepomp.
Een 'groene' buurman klopte zich laatst op de borst omdat hij z'n bootje had voorzien van een elektrische buitenboordmotor.cartoon Haast had ik geantwoord 'Man, ga roeien of neem de kano, dan ben je pas milieubewust!'

Meer informatie en ervaring met zonnepanelen is te vinden op de volgende sites: