Zonnepanelen zijn het hoofdbestanddeel van een zonne-energiecentrale; hun aandeel in de kosten van zonne-energiecentrales bedraagt ongeveer 80%. Daarom is hun duurzaamheid cruciaal. Momenteel beweren vrijwel alle fabrikanten van zonnepanelen dat de levensduur van hun producten minimaal 30 jaar bedraagt. In dit artikel zal ik het hebben over hoe lang zonnepanelen meegaan en welke factoren hun duurzaamheid en prestaties beïnvloeden.
- Basisprincipes van de werking van zonnepanelen en hun typen
- De structuur van zonnepanelen en factoren die hun duurzaamheid beïnvloeden
- Bedrijfstijd van zonnepanelen: huidige statistieken
- Voorbeelden van succesvolle werking van zonnepanelen op de lange termijn
- Praktische tips voor het verlengen van de levensduur van zonnepanelen
- Vooruitzichten voor het gebruik van zonnepanelen
Basisprincipes van de werking van zonnepanelen en hun typen
Een zonnepaneel (ook wel zonnebatterij of fotovoltaïsche zonnemodule genoemd) is gemaakt van twee soorten siliciumwafels die speciale onzuiverheden hebben en dienovereenkomstig verschillende eigenschappen hebben. De platen zijn met elkaar verbonden door geleidende rails. Wanneer zonlicht op de siliciumwafels valt, wordt gelijkstroom-elektriciteit gegenereerd, die door de rails wordt opgepikt en naar de uitgangskabels wordt gestuurd.
Er zijn veel soorten zonnepanelen en ze worden in heel verschillende activiteitengebieden gebruikt, zowel op aarde als in de ruimte. Degenen die vaker voorkomen voor huishoudelijke en commerciële toepassingen zijn voornamelijk monokristallijn en polykristallijn.
- Monokristallijn zijn panelen op basis van fotocellen gemaakt van een speciaal gekweekt monolithisch siliciumkristal. Visueel hebben dergelijke platen van fotocellen gemaakt van monokristallijn silicium een uniforme structuur van donkerblauwe kleur. Monokristallijne elementen en daaruit samengestelde panelen hebben een hoger rendement.
- Polykristallijn zijn panelen op basis van fotocellen gemaakt van gerecyclede siliciumkristallen. Polykristallijne elementen hebben een karakteristieke heterogene tint en patroon. Ze zijn goedkoper in prijs dan monokristallijne exemplaren, maar ze hebben ook een lagere efficiëntie.
Beide typen siliciumfotocellen verschillen bovendien in kwaliteitsklasse, wat wordt aangegeven door de parameter “Grade”. Dit is een zeer belangrijke parameter waarvan het rendement en de prijs van een zonnepaneel afhangen:
- Klasse A – de hoogste klasse met de hoogste efficiëntie, afwezigheid van spanen, scheuren en krassen. Deze klasse is ook de meest voorkomende.
- Klasse B – de tweede kwaliteit, gekenmerkt door onzichtbare microscheuren, krassen en gedeeltelijke defecten. Deze elementen verouderen sneller en hebben aanvankelijk lagere vermogensprestaties.
- Klasse C – lage kwaliteit met laag rendement. Dergelijke producten hebben merkbare gebreken, scheuren, chips, enz. Ze zijn veel goedkoper dan klasse A en B, geschikt voor verschillende tests, maar niet voor constant gebruik.
- Grade D – de laagste graad (afwijzing) met de laagste efficiëntie. Dit zijn kapotte elementen, soms worden ze gebruikt om panelen met een laag vermogen te maken van stukjes siliciumwafels. Dergelijke panelen en zonnecellen worden gerecycled tot nieuw silicium.
De structuur van zonnepanelen en factoren die hun duurzaamheid beïnvloeden
Het zonnepaneel heeft een meerlaagse structuur, inclusief antireflectiefilm, gehard glas, eerste laag EVA-film, zonnecellen, tweede laag EVA-film, witte beschermfolie, aluminium frame, draden en aansluitdoos.
Bedrijfstijd van zonnepanelen: huidige statistieken
Doorgaans denken eigenaren van zonnestations alleen aan het vervangen van zonnepanelen als ze stroom willen toevoegen aan een reeds geïnstalleerde faciliteit.
Moderne fabrikanten van zonnepanelen, het overgrote merendeel uit China, geven op zonnepanelen een garantie van circa 12-15 jaar, wat de duurzaamheid werkelijk bevestigt. In de regel wordt het natuurlijke proces van degradatie van een zonnepaneel door de stroom die het produceert direct gespecificeerd, en is bovendien voor iedereen ongeveer hetzelfde.
Voorbeelden van succesvolle werking van zonnepanelen op de lange termijn
Een van de eerste zonne-energiecentrales in Europa met een vermogen van 10 kW, geïnstalleerd op het dak van de Universiteit van Zuid-Zwitserland (SUPSI), werd in 1982 in gebruik genomen. Uiteraard geeft het na zoveel jaren niet meer de benaming waarvoor het ontworpen is.
Desondanks is het station nog steeds in bedrijf en wordt het op dezelfde manier gebruikt als modernere faciliteiten.
Natuurlijk hangt de kwaliteit van zonnepanelen af van de specifieke fabrikant, maar de technologieën ontwikkelen en verbeteren zich snel, zodat zonnestations die in onze tijd in gebruik worden genomen nog langer mee kunnen gaan.
Praktische tips voor het verlengen van de levensduur van zonnepanelen
Onderhoud heeft niet zoveel invloed op de levensduur van zonnepanelen als op de productieprestaties. Er zijn echter verschillende aanbevelingen die de levensduur kunnen verlengen.
Bij de installatie en tijdens het gebruik van zonnepanelen is het noodzakelijk om gedeeltelijke schaduw ervan te vermijden (wanneer een deel van het paneel in het licht staat en een ander deel in de schaduw). Dit kan worden veroorzaakt door boomtakken, struiken, onjuiste locatie, bladeren, vuil, enz.
Voortdurende gedeeltelijke beschaduwing van een zonnepaneel kan de levensduur negatief beïnvloeden vanwege het zogenaamde “burn-in effect” veroorzaakt door interne oververhitting. Maar in de eerste plaats heeft schaduw of vervuiling invloed op de opwekking van elektriciteit, die in mindere mate zal worden opgewekt, dat wil zeggen dat de efficiëntie sterk zal afnemen. Als u de panelen regelmatig (eenmaal per jaar, en indien nodig vaker) inspecteert, ze met water wast en schaduwen van nabijgelegen bomen verwijdert, zullen ze lang en efficiënt werken.
Bescherming tegen invloeden van buitenaf
De meeste zonnepanelen hebben een aluminium framedikte van 35 mm, wat zorgt voor een redelijk goede stijfheid en een hoge mate van sneeuw- (5400 Pa) en windbelasting (2400 Pa). Natuurlijk zijn er gevallen waarin verschillende natuurrampen plaatsvinden, maar dit zijn uiterst zeldzame verschijnselen.
Een betrouwbare leverancier kiezen
De duurzaamheid wordt vooral beïnvloed door de bouwkwaliteit van de zonnecel, de afdichting ervan, de kwaliteit van het solderen en de kwaliteit van de siliciumcellen waaruit het zonnepaneel is gemaakt. Installatieomstandigheden hebben zeker invloed, aangezien een tijdens de installatie beschadigd of verkeerd geïnstalleerd zonnepaneel voortijdig kan uitvallen.
Het is raadzaam om een leverancier te kiezen die ruime ervaring heeft met het uitvoeren van zonne-energieprojecten. Als de leverancier over voldoende expertise, ondersteuning en garantie beschikt, zullen er bij hem geen problemen ontstaan. Het is veel handiger om ondersteuning te zoeken bij een lokale leverancier die eventuele problemen snel kan oplossen dan bijvoorbeeld te wachten op reactie op een klacht als het product rechtstreeks uit China is besteld.
Vooruitzichten voor het gebruik van zonnepanelen
Hernieuwbare zonne-energie is een veelbelovend gebied, vooral in de zuidelijke regio’s, waar de zon vaak schijnt en de zonnestraling hoog is.
Volgens het laatste jaarverslag van het Internationaal Energieagentschap (IEA) over de mondiale energievooruitzichten wordt er dus elke dag meer dan 1 miljard dollar uitgegeven aan de implementatie van zonne-energie op verschillende gebieden. Volgens prognoses van het IEA zal het aandeel van zonne- en windenergie in het totale mondiale energieverbruik in 2050 54 tot 72% bedragen. Deze gegevens duiden op aanzienlijke groeivooruitzichten voor de adoptie van zonnetechnologie over de hele wereld.
