PV-Systemen eerste milieuclassificatie installaties:

26
Mar
2014
Zonnepanelen eerste milieuclassificatie installaties

PV-SYstemen eerste milieuclassificatie installaties

Zonnepanelen (ook wel fotovoltaïsche cellen of kortweg PV-panelen genoemd) zetten zonnestralen om in elektriciteit (zonnestroom). Doordat de mensheid voor een onbeperkte tijd kan beschikken over zonne-energie, is zonnestroom per definitie duurzaam. Dit betekent echter niet dat zonnestroom geen milieu-impact heeft. Voor de zon zelf is verder niets nodig, maar voor de PV-panelen wel. Om PV-panelen te maken moeten grondstoffen gewonnen en opgewerkt worden, het paneel moet in elkaar gezet worden en getransporteerd worden om uiteindelijk aan het einde van zijn technische leven gerecycled of gestort te worden. De milieueffecten die plaatsvinden tijdens al deze fases, heeft het NIBE in kaart gebracht door middel van een milieutechnische levenscyclusanalyse (LCA). Hiermee kan uiteindelijk worden beoordeeld welk PV-systeem het meest milieuvriendelijk is.

Hoe beoordeel je zonnepanelen op milieugebied?

Om zonnepanelen op een eerlijke manier te vergelijken is er gekeken naar wat de panelen daadwerkelijk opwekken. Voor de vergelijking zijn we uitgegaan van een oppervlakte aan zonnepanelen die 2000 kWh op jaarbasis opwekken, wat ongeveer gelijk staat aan het verbruik van een eenpersoonshuishouden. Doordat de PV-installatie geen invloed heeft op de rest van de installaties van een woning, is het energieverbruik van de woning in de berekeningen verder niet meegenomen.

Er is gekeken welke zonne-energiesystemen er op de huidige markt aanwezig zijn en wat de Wattpiek van deze panelen is. Wattpiek (Wp) is een meeteenheid om het vermogen van een zonnecel of zonnepaneel aan te duiden volgens de STC omstandigheden (Standard Test Conditions). De omstandigheden zijn als volgt:

  • sterkte van de invallende zonnestralen:  vermogen van 1000 W/m²;
  • richting van de invallende zonnestralen: loodrecht op de gepositioneerde cel;
  • zonnespectrum: genormaliseerd voor AM = 1,5;
  • temperatuur van de zonnecel: 25°C.

Omdat deze standaard omstandigheden niet gelden voor de Nederlandse situatie, zijn deze Wattpiekgetallen omgerekend naar de Nederlandse klimaatsituatie. Deze omrekening vond plaats aan de hand van de rekenregels van de NEN 7120. Bij de berekening is uitgegaan van de klimaatgegevens van midden-Nederland en van niet-beschaduwde PV-panelen . Daarnaast zijn de panelen opgesteld onder een hoek van 45 graden en op het zuiden georiënteerd. Voor de PV-systemen die geïntegreerd zijn in het dak is uitgegaan van een horizontale (0 graden) oriëntatie, omdat deze PV-dakbanen vaak op het vlakke dak worden gemonteerd. Ook op het gebied van ventilatie verschillen de panelen met de in de dak geïntegreerde PV-cellen. Doordat de PV-panelen vaak in een frame op het dak worden bevestigd, is er van uitgegaan dat deze sterk geventileerd worden. De PV-dakbanen worden in het dak geïntegreerd waardoor deze aan de onderzijde niet geventileerd worden. Doordat niet geventileerde cellen sneller opwarmen, gaat dit ten koste van het rendement.

Uitgangspunten van de onderzochte PV-systemen

Hieronder zijn de diverse uitgangspunten van de onderzochte PV-systemen bij elkaar gezet.

Tabel met de uitgangspunten van de vergeleken PV-systemen. Per PV-systeem is gekeken hoeveel vierkante meter benodigd is, zodat het totale PV-systeem op jaarbasis 2000 kWh kan opwekken. Per PV-systeem zijn de uitgangspunten uitgewerkt. Deze zijn te vinden op www.nibe.info.

De functionele eenheid waarbinnen de PV-panelen zijn vergelijken is:

“Energieopwekking door middel van PV-panelen of PV-dakbanen toegepast op een gebouw, vergeleken over een periode van 75 jaar met een elektriciteitsopwekking van 2000 kWh per jaar. De elektriciteitsopwekking is wordt berekend aan de hand van de rekenregels van de NEN 7120. Bij de berekening is uitgegaan van de klimaatgegevens van Nederland en van een niet-beschaduwd PV-installatiesysteem. Bij de montage is uitgegaan van een optimale oriëntatie en hellingshoek van de panelen. In de berekeningen zijn de complete PV-panelen meegenomen. Niet meegenomen zijn de materialen voor het frame en de bevestigingsmiddelen die nodig zijn voor de installatie van het paneel. De bekabeling (buiten de PV-panelen), de bevestiging van de panelen, de bekabeling tussen de panelen en de convertor zijn in de berekening ook niet meegenomen.”

Welk PV-systeem is het meest milieuvriendelijk?

Milieutechnisch kan er maar één installatie de beste zijn In het geval van de PV-systemen is dat het PV-paneel Koper-indium/gallium-diselenide. De overige PV-installaties wijken daar milieutechnisch niet heel veel van af en blijven allemaal binnen de milieuklasse 2a. Hieronder de grafiek en tabel met de schaduwkosten en milieuklasse per PV-paneel.

Figuur 1: Milieuclassificatiegrafiek van de PV-panelen. De PV-panelen met de laagste schaduwkosten scoren milieutechnisch het best en zijn dus milieutechnisch aan te raden. De meest actuele milieugegevens en meer achterliggende informatie over de PV-panelen kunt u inzien op www.nibe.info.
 


De milieu-impact in schaduwkost van de verschillende PV systemen.

Hoe lang duurt het voordat een PV-paneel zichzelf milieutechnisch terugverdient?

De schaduwkosten om 1 kWh van een laagspanningsnetwerk (woningaansluiting) in Nederland te gebruiken is € 0,0667. Dit zijn de schaduwkosten per kWh met de huidige Nederlandse energiemix. Uitgaande van 2000 kWh per jaar, zijn de schaduwkosten € 133,- per jaar wanneer gebruik wordt gemaakt van stroom van het net. De schaduwkosten van de getoetste PV-systemen liggen tussen de € 499,- en de € 1010,- per 75 jaar. Er wordt per systeem uitgegaan van een levensduur van 25 jaar, wat betekent dat er drie systemen nodig zijn om een levensduur van 75 jaar te overbruggen (oftewel, elk systeem wordt twee keer vervangen tijdens de levensduur van 75 jaar). De initiële schaduwkosten van de systemen liggen dus drie keer zo laag als de totale schaduwkosten en komen voor de getoetste panelen uit tussen de € 166,- en € 336,-.

Om de milieutechnische terugverdientijd te bepalen, wordt gerekend met de initiële schaduwkosten. Om de vergelijking echter eerlijk te maken, moeten daarbij nog de milieu-impact van de bevestigingsmiddelen, de omvormer en de bekabeling worden meegenomen. Deze milieukosten hiervan zijn sterk verschillend per situatie en worden in totaal geschat op €125,- (€ 85,- voor een 2500w inverter, € 10,- voor 50 meter bekabeling en € 30,- voor de montage). Hiermee vallen de schaduwkosten voor de aanleg van een PV-systeem tussen de € 291,- en  € 462,-. De milieutechnische terugverdientijd van de PV-systemen is in het meest gunstige geval 2,2 jaar en in het meest ongunstige geval 3,5 jaar.