Niet alle zonnepanelen zijn hetzelfde – hoe zwak licht eigenschappen de opbrengst beïnvloeden
De opbrengst van een zonnepaneel is natuurlijk één van de belangrijkste eigenschappen. De term ‘zwak licht eigenschappen’ zien we meer en meer verschijnen in datasheets. Met deze post willen we uitleggen wat dit net betekent.
De beperkingen van standaard test condities
Het vermogen van een zonnepaneel wordt bepaald onder ‘standaard test condities’ (STC):
– 1000W/m² instraling
– Temperatuur 25°C
– Luchtmassa 1,5G
Deze standaard condities werden in het leven geroepen om de prestaties van verschillende zonnepanelen te kunnen vergelijken. Maar zo een test heeft ook zijn beperkingen, zeker in vergelijking met de omstandigheden in de praktijk.
Een goed voorbeeld is de automobielsector waar veel resultaten van de test condities in een laboratorium nooit gehaald worden in de praktijk.
Bij de standaard testcondities van zonnepanelen is vooral de instraling een factor waar veel verschil in kan optreden. De modules worden getest met 1000W/m² instraling, maar in praktijk krijgen zonnepanelen te maken met een veel breder spectrum van instraling. Onderstaande grafiek [1] illustreert dit goed, in dit geval voor Parijs.
Zoals deze grafiek aantoont, wordt de instaling van 1000W/m² niet vaak gehaald, maar is de instraling vrijwel altijd lager. Er wordt aangenomen [2] dat module efficiëntie bij lage instralingsintensiteit de grootste oorzaak is van de variatie in opbrengst van PV installaties. Belangrijk om dit goed te begrijpen dus.
Zwak licht gedrag in praktijk
Het is belangrijk om meer bruikbare input te krijgen over het zwak licht gedrag van een zonnepaneel bij verschillende instralingen om zo de opbrengst beter te kunnen voorspellen.
We weten dat de stroom van een zonnepaneel lineair daalt met dalende instraling en dat het voltage een logaritmische daling volgt, maar niet alle panelen gedragen zich hetzelfde.
Onderstaande grafiek, uit een onderzoek op vraag van Sunpower in 2013, toont goed aan hoe zonnepanelen kunnen verschillen. De efficiëntie van zonnepanelen, dus hun capaciteit om zonnestralen om te zetten in elektriciteit, varieert afhankelijk van de instraling.
De verdienste van deze studie is dat ze aantoont dat het niet correct is om panelen met eenzelfde vermogen enkel te vergelijken op basis van prijs.
Verschillen tussen cellen
Het zwak licht gedrag verschilt tussen type cellen en van leverancier tot leverancier, zelfs bij hetzelfde type cellen. Er kan een verschil in jaarlijkse opbrengst zijn tot 10%. De uitdaging voor leveranciers is om consistentie te verzekeren in selectie en levering van materialen.
De implicatie voor projectontwikkelaars – let op voor datasheets
De implicatie voor installateurs is dat twee gelijkaardige datasheets van verschillende leveranciers niet noodzakelijk dezelfde opbrengst garanderen. Dit maakt het moeilijker om de elektriciteitsproductie van een installatie te berekenen. Er zijn verschillende computerprogramma’s waarmee de opbrengst ingeschat kan worden, maar het zwak licht gedrag van elke specifieke leverancier kan hier niet in opgenomen worden.
Conclusie:
Panelen met hetzelfde vermogen van verschillende leveranciers mogen niet alleen op prijs beoordeeld worden. De kwaliteit en duurzaamheid is natuurlijk ook belangrijk, en zoals dit artikel aantoont is de opbrengst ook niet altijd hetzelfde. Onder de standaard test condities produceren de zonnepanelen hetzelfde vermogen, maar met minder instraling kunnen er grote verschillen optreden. Het verschil in opbrengst op jaarbasis kan zelfs oplopen tot 10%. Op een levensduur van minimum 25 jaar kan dit verschil in opbrengst het verschil in initiële investeringskosten rechtvaardigen. Een goedkoper paneel is dus zeker niet altijd de beste keuze op lange termijn.
Bronnen:
[1]: Roberto S. Faranda, Hossein Hafezi, Sonia Leva, Marco Mussetta and Emanuele Ogliari, The Optimum PV Plant for a Given Solar DC/AC Converter, 2015, Energies
[2]: ]: P. Grunow, S. Lust, D. Sauter, V. Hoffmann, C.Beneking, B.Litzenburger, L. Podlowski, Weak light performance and annual yields of PV modules and systems as a result of the basic parameter set of industrial solar cells, 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 7-11 June 2004, Paris, France