Roofing Holland 1999-03-08 PV-systemen en platte daken (1)

Twee dagen voor de nationale dakendag werd door de Novem de jaarlijkse uitvoerdersbijeenkomst NOZ-pv georganiseerd. In het Spant te Bussum werd de stand van zaken omtrent alles wat met PV van doen heeft in Nederland gepresenteerd. Wetenschap, bedrijfsleven en overheden wisselden contacten en kennis uit via parallelsessies, presentaties en borreluren. De dag was een succes voor zowel bezoekers als organisatoren getuige de opkomst en het hoge niveau. Ter afsluiting werden een aantal sprekers en belanghebbenden vragen gesteld door een centrale presentator en door toeschouwers in de zaal. Een van de belanghebbenden op het podium was een vertegenwoordiger van een dakbedekkingsbedrijf. Ing. Jos van Helvert namens NECO/ZND uit Eindhoven. Dit artikel is een opmaat voor het artikel over het in Eindhoven toegepaste PV-systeem voor platte daken.

Energie van de zon worden wij op vele manieren gewaar. Wind, biomassa, regenwater, er zijn vele verschijningsvormen van Zonne-energie. De zon komt voor niks op en dus ligt het voor de hand om de energie van de zon direct te gebruiken om te voorzien in onze dagelijkse energiebehoefte. Die dagelijkse energiebehoefte bestaat uit brandstof voor verwarming, voor het opwekken van elektriciteit en om machines aan te drijven. Een manier om zonne-energie direct te benutten is door middel van een zonne-collector. In een zonnecollector wordt zonnestraling omgezet in warmte, bijvoorbeeld warm water. Het opgewarmde water wordt gebruikt als tapwater of als medium om andere zaken op te warmen. Bijvoorbeeld in een C.V. of in een tapinstallatie. Een andere, meer tot de verbeelding sprekende, manier is om zonnestralen direct om te zetten in elektriciteit. We spreken dan van Foto-Voltaïsche omzetting, kortweg PV. Een systeem om de omzetting tot stand te brengen heet een PV-systeem.

PV-systemen

PV-systemen zullen meer en meer te zien zijn in Nederland, daar is iedereen het wel over eens. De vraag is hoe snel? Er is momenteel één groot probleem wat de massale introductie van PV in de weg staat en dat is de prijs. De elektriciteit, opgewekt door de zon, is vier tot vijf maal duurder dan elektriciteit opgewekt door gestookte centrales. Op alle plaatsen waar een afnemer een aansluiting heeft op het huidige electriciteitsnet is het veel duurder om op zonne-energie over te stappen. Dat het toch gebeurt is deels ideëel en deels investeren in kennis. Wanneer er nog geen aansluiting is op een elektriciteitsnet kan een PV-systeem wel goedkoper zijn. Mooie voorbeelden daarvan zijn boeien op zee en lantaarnpalen midden in de polder. Ook in de derde wereld kan het goedkoper zijn een PV-systeem te installeren dan bijvoorbeeld een aggregaat. Hier speelt overigens ook dat de verkrijgbaarheid van brandstof voor een aggregaat minstens zo'n probleem vormt terwijl de zon er in overvloed schijnt. Is er daarentegen wel een goed elektriciteitsnet voorhanden dan zijn, bij de huidige prijzen voor gas en olie, PV-systemen te duur. PV-systemen moeten dus goedkoper of er moet gewacht worden tot gas en olie duurder worden. Naar schatting zijn in het jaar 2050 de huidige gas- en oliereserves verbruikt met alle uitstoot van dien. Daar kan in het kader van milieubeleid niet op worden gewacht. De Nederlandse overheid subsidieert PV-systemen daarom fors. Deels om er ervaring mee op te doen waarop beleid kan worden gevoerd en deels om die ervaring om te zetten in kennis die het Nederlandse bedrijfsleven ten goede moet komen. Zelfs met de huidige subsidie van de overheid is de elektriciteit van de zon overigens nog altijd minimaal 3 keer te duur. PV-systemen moeten dus goedkoper. Wat bepaalt nu de prijs van een PV-systeem dat de opgewekte elektriciteit zoveel duurder maakt? Dat zijn:

  • De kostprijs van de zonnecellen;
  • De prijs van de installatie die benodigd is om de elektriciteit te kunnen aansluiten op het net;
  • De prijs van de constructie waarin de zonnecellen moeten worden opgenomen.

Zonnecellen

De eerste kostenfactor is de kostprijs van de elementjes die de zonnestralen omzetten in elektriciteit, de zogenaamde zonnecellen. Zonnecellen zijn in twee opzichten te duur. De cellen zijn duur om te produceren en het rendement is nog te laag. Er zijn op het moment twee hoofdgroepen zonnecellen die toepassing vinden te weten Kristallijn silicium zonnecellen en Amorf silicium zonnecellen. De kristallijn silicium zonnecellen zijn de bekende blauwe cellen vervat in glasplaten. Er zijn Mono kristallijn silicium - en Multi kristallijn silicium zonnecellen. De Mono kristallijn cellen worden gezaagd uit een blok silicium waarbij in het productieproces veel energie gaat zitten en waarvoor veel materiaal nodig is. Met dit type zonnecel is tot nu toe het hoogste rendement behaald. De Multi kristallijn cellen worden gegoten en zijn goedkoper dan de Mono kristallijn cellen. Met dit type is de meeste ervaring in de praktijk opgedaan. Amorf silicium wordt op een kunststof film aangebracht middels een opdamptechniek. Belangrijkste voordeel is dat het materiaal kan worden vervaardigd in een vol-continu-systeem waardoor de prijs behoorlijk kan afnemen. Op dit moment zijn Amorf Silicium zonnecellen goedkoper dan kristallijn Silicium zonnecellen. Omdat de Amorf Silicium zonnecellen op de kunststof film bruinachtig zijn wordt ook wel gesproken over 'blauwe PV' en 'Bruine PV'. In Nederland wordt veel onderzoek gedaan naar de productie van zowel Kristallijn Silicium - als naar Amorf Silicium zonnecellen. Met het continu verbeteren van zowel het productieproces als het rendement van de zonnecelen wordt verwacht dat de prijs van zonnecellen behoorlijk af gaat nemen. Ook zijn nieuwe productiemethoden en materialen te verwachten waarvan Organische zonnecellen er een van zijn.

Inverter

Plug-and-play moet het worden. Je koopt een zonnepaneel, dat is een hoeveelheid zonnecellen op een plaat. Uit het paneel steekt een stekker en die doe je in het stopcontact. Als de zon schijnt gaat er stroom in het net en als de zon niet schijnt dan niet. Klinkt simpel en is het dus niet. Er zijn een aantal apparaatjes nodig om de elektriciteit uit het paneel om te zetten in elektriciteit geschikt voor het dagelijkse gebruik. Alle zonnecellen moeten gekoppeld worden en vervolgens moet de verkregen elektriciteit worden omgezet. Voor dat laatste is een inverter (letterlijk omvormer) nodig. De manier van koppelen, de inverter, het verlies aan energie en de opbouw van het paneel brengen kosten met zich mee. Is dat eenmaal voor elkaar dan is nog niet gezegd dat de stroom die aan het net wordt geleverd in mindering wordt gebracht op de stroomrekening. Niet alle stroommeters zijn daar voor geschikt. Een gewone meter loopt gewoon terug als er stroom aan het net geleverd wordt. De nieuwe, uitgerekend de nieuwe, doen dat niet. Op het gebied van de randapparatuur moet nog veel ervaring worden opgedaan en kunnen kosten worden bespaard.

Marktwerking

Greenpeace gaat het allemaal niet snel genoeg. Zij weten ook dat de huidige bottle-neck de prijs van de zonnecellen is en hebben geredeneerd dat als de vraag maar groot genoeg is de kostprijs wel zal dalen. Greenpeace verwijt de overheid en het bedrijfsleven dat zij niet het risico durven te nemen om een voldoende groot volume te produceren. Immers meer produceren betekent grotere productiehoeveelheden betekent een lagere prijs. Om te bewijzen dat de vraag voldoende groot is, is de actie Solaris gestart. Potentiële kopers kunnen zich aanmelden waarna Greenpeace met een flinke order in de binnenzak op zoek gaat naar een producent/leverancier. Het risico dat een grote vraag leidt tot een verhoging van de prijs wanneer niet wordt voorzien in het aanbod wordt voor lief genomen. Gegadigden voor een PV-systeem kunnen intekenen voor een installatie op het dak. De richtprijs is 1000 gulden voor een installatie van 1m2. Greenpeace rekent daarbij op een aanbieder die wil toehappen en op de overheid die het moet subsidiëren. De overheid, bij monde van Novem, heeft nog wel wat kritiek op het plan. Eén punt van kritiek is dat niet alles zo maar het dak op kan en dat Greenpeace dit en nog enkele aspecten nader moeten uitwerken. Inmiddels is wel ingetekend voor meer dan 15.000 m2 en lijken steeds meer gegadigden warm te lopen om te mogen leveren.

Geïntegreerde PV-systemen

Er is nog een belangrijk kostenpost en dat is de onderconstructie. Een zonnepaneel heeft een constructie nodig om op de zon gericht te staan. Er zijn onderconstructies voor plaatsing op het dak of op een gevel of op ander bouwdelen. De kosten van die onderconstructie bepalen voor bijna 30% de totale kosten van een PV-systeem. Het is daarom dat gekeken wordt naar geïntegreerde systemen. Wanneer de onderconstructie deel uitmaakt van een toch al benodigde (bestaande) constructie, dan hoeven de kosten voor de onderconstructie niet meer te worden toegerekend aan het PV-systeem. Daarmee wordt PV energie dus 30% goedkoper en dat schiet lekker op. Een stapje verder in denken is wanneer PV-systemen de bestaande constructies vervangen. Op die manier kun je de bestaande constructies of bouwdelen in mindering brengen op het PV-systeem. Waar een PV-systeem is aangebracht behoef je immers geen dakpannen te leggen. Je bespaart dus op dakpannen wat je toerekent aan het PV-systeem. Er zijn inmiddels dakpannen die ieder voor zich voorzien zijn van een zonnepaneeltje. Er zijn complete PV-systemen opgenomen in dakelementen. Er zijn elementen die zowel als zonnewering dienen als voor onderconstructie voor zonne-panelen en er kan nog meer verwacht worden op dit gebied.

PV en platte daken

Alles is er op gericht de kostprijs van PV te drukken. Omdat de techniek nog feitelijk in de kinderschoenen staat, zowel wat de producten, als wat de productiemethoden, en de toepassingen betreft, zal PV zeker goedkoper worden. Subsidie van de overheid stimuleert zowel het gebruik van PV en het onderzoek naar de mogelijkheden. Is de kostprijs overwonnen dan komt een ander probleem naar voren wat een massale introductie in de weg staat: 'de acceptatie van PV'. Nederlanders zijn voor alles te porren zolang het maar niet in de eigen achtertuin is. Er is zelfs een term voor: Nimby wat staat voor Not-In-My-BackYard. Moderne windmolens hebben daar bijvoorbeeld erg veel last van. Uitsluitend na vele protesten van bewoners worden windmolens geplaatst en te verwachten valt dat vele 'mooie' blauwe gebouwen ook niet stroken met het ideale huis-tuin-en-keuken beeld van de gebouwde omgeving. PV is momenteel voornamelijk een aangelegenheid van enthousiaste techneuten die de vooruitgang in techniek als mooi beschouwen. Maar welke 19e eeuwse techneut had gedacht dat aan het begin van de 21e eeuw een rieten bedekking zo populair zou zijn? Er speelt dus meer mee dan techniek en dat is de emotie. Als PV in de energiebehoefte moet voorzien, of in een deel daarvan, dan moeten de blauwe of bruine platen er komen en wel met vierkante kilometers tegelijk. In Nederland liggen miljoenen vierkante meters plat dak, uit het zicht van velen. Conclusie: PV gaat het platte dak op en in Eindhoven zijn ze vast begonnen.

 

door: Ing A.B. Berlee, T-Joint



Deze website wordt mede mogelijk gemaakt door:

Leveranciernaam