Energie-efficiëntie van zonnepanelen en degradatie in de loop van de tijd

De efficiëntie en levensduur van panelen zijn kritische factoren die de duurzaamheid in de zonne-industrie vormgeven. Het begrijpen van de balans tussen het benutten van zonlicht voor optimale energieomzetting en de onvermijdelijke degradatie is essentieel. Laten we vandaag eens kijken naar de efficiëntie van zonnepanelen en waarom deze na verloop van tijd afneemt.

Energie-efficiëntie van zonnepanelen en degradatie in de loop van de tijd

Het proces van het omzetten van zonlicht in elektrische energie met betrekking tot het vermogen van zonne-energie wordt zonnepaneel-energie-efficiëntie genoemd. Het wordt bepaald door de hoeveelheid energie die per oppervlakte-eenheid wordt geproduceerd. A een hogere energie-output van een specifiek oppervlak duidt op een grotere efficiëntie, terwijl een lagere energie-output een lagere efficiëntieprojectie impliceert.

Na verloop van tijd neemt de efficiëntie van zonnepanelen echter af, waardoor hun levensduur geleidelijk afneemt.

De Nationaal Hernieuwbare Energie Laboratorium vermeldt dat de de degradatiesnelheid bedraagt ​​ongeveer 0.5% tot 0.8% per jaar maar varieert afhankelijk van het model, merk en type panelen.

Factoren die de degradatie van PV-modules van zonnepanelen beïnvloeden

1. Degradatie door lichtinductie: Dit verschijnsel heeft invloed op zonnepanelen, waarbij de efficiëntie tijdelijk afneemt bij de primaire blootstelling aan zonlicht. Dit komt door de beweging van boor en zuurstof in de siliciumcellen.

2. Degradatie door potentiële inductie: Het proces waarbij PV in zonnepanelen ontstaat door de stroom die tussen de cellen en andere componenten loopt, zorgt voor prestatieverlies.

3. Verouderingsgerelateerde degradatie: PV-modules verliezen na jaren van gebruik hun prestaties vanwege omgevingsfactoren en thermische stress.

4. Backsheet-falen: Bij een PV-module fungeert de achterlaag als een beschermende laag en bestaat uit polyvinylfluoridepolymeermateriaal. Wanneer deze verkleurd is, kunnen er delaminatiebellen ontstaan ​​die tot degradatie leiden.

Zie ook: 10 manieren om zonnepanelen te beschermen tegen hagel

Efficiëntiecalculator voor zonnepanelen

De volgende formule wordt gebruikt om de efficiëntie te berekenen 

Zonne-efficiëntie in percentage (%) = ((Maximaal vermogen / Oppervlakte)/(1000)) * 100%

• Het maximale vermogen is het hoogste vermogen dat het paneel kan leveren, uitgedrukt in watt (W).
• Met oppervlakte wordt de oppervlakte van het zonnepaneel bedoeld, uitgedrukt in vierkante meters (m2).

Het maximale vermogen van een paneel is bijvoorbeeld 200W en heeft een oppervlakte van 1 m².

Dus, met behulp van de formule voor energie-efficiëntie van zonnepanelen, hebben we:

Efficiëntie (%) = ((200/1)/1000)*100% = 20%

Maximale efficiëntie van zonnecellen

Het National Renewable Energy Laboratory (NREL) van Energy vermeldt in hun studies dat de hoogste efficiëntiegraad 39.5%  voor een drievoudige junctie zonnecel.

De hoogste geregistreerde efficiëntie voor zonnecellen is echter 47.1%, voor multi-junction concentrator zonnecellen.

Let op: Dit opmerkelijke record werd vastgesteld onder laboratoriumomstandigheden met behulp van zeer geconcentreerd licht.

Waarom is het rendement van zonnepanelen laag?

Hier zijn enkele veelvoorkomende redenen voor lage rendementsprognoses van zonnepanelen:

1. Locatie-invloeden: Wanneer zonnepanelen op plekken worden geplaatst waar weinig zonlicht is of waar het vaak bewolkt is, heeft het licht invloed op de efficiëntie.

2. Fabricagefouten: Investeer bij aankoop in panelen van hoge kwaliteit voor een lange levensduur. Slecht vervaardigde panelen zijn kwetsbaar voor degradatie na verloop van tijd.

3. Problemen met de omvormer: De omvormer heeft ook invloed op de werking ervan en kan een lagere opbrengst veroorzaken.

4. Onderhoud:  Omdat panelen op een open oppervlak worden gehouden, hopen stof, vogelpoep of vuil zich op, wat resulteert in het blokkeren van zonlicht. Het is essentieel om panelen heel vaak schoon te maken om optimale prestaties te garanderen.

5. Technische verspilling: Vermogensverliezen in de bedrading, verbindingen en elektrische componenten van het zonne-energiesysteem kunnen bijdragen aan een lagere efficiëntie.

6. Opstellingshoek: Dit is belangrijk voor de installatie van het paneelsysteem. Het niet behouden van een optimale hoek of verkeerde oriëntatie vermindert de kans op zonlicht, wat de efficiëntie vermindert.

Je kunt ook het Manieren om de efficiëntie van het paneel te verhogen.

Degradatiecurve van zonnepanelen

Het onderstaande diagram toont de afname van de efficiëntie van zonnepanelen in de loop van de tijd, wat ons helpt hun prestaties op de lange termijn te begrijpen.

Grafiek van de kosten van zonnepanelen in de loop van de tijd

Sinds de opkomst ervan zijn de kosten van zonnepanelen gedaald, waardoor het een kosteneffectieve natuurlijke energiebron voor de mensheid is geworden

De volgende algemene trends beschrijven de veranderingen in paneelkosten na verloop van tijd.

1. Openingskosten (1975 – 1990): In de begindagen was de technologie van zonnepanelen nieuw en duur. De productie zelf kostte meer en het duurde even voordat het efficiënt werd.

2. Snelle daling van de kosten (1990-2000): Naarmate de technologie verbeterde, verbeterde ook de productie en gingen overheidsstimulansen hand in hand. Er is een geleidelijke daling van de kosten in deze periode.

3. Verdere daling van de kosten (2000-2010): Naarmate de vraag toenam, nam de concurrentie tussen fabrikanten toe. Hierdoor werden ze overvloedig aanwezig, wat leidde tot prijsdalingen.

4. Toegenomen betaalbaarheid (jaren 2010-2020): Netpariteit, waarbij de kosten van zonne-energie gelijk zijn aan of goedkoper worden dan die van conventionele netstroom, maakt het betaalbaar voor zowel residentiële als commerciële projecten.

Dit is de grafiek waarin u de kostentrends door de jaren heen kunt visualiseren.

Kruisverwijzing: Analyse van de productiekosten van zonne-energie

Wordt er in de garantie op zonnepanelen rekening gehouden met rendementsverlies?

Ja, fabrikanten geven garanties die het mogelijk maken dat panelen na één jaar ten minste 97.5% efficiëntie behouden en na ongeveer 85 jaar 25%. De efficiëntiedaling is echter voor elk zonnemerk anders.

Samenvattend, de geleidelijke afname van efficiëntie of degradatie heeft invloed op de prestaties van zonnepanelen op de lange termijn. Het hangt af van de productieprocessen; industrienormen bevatten echter vaak degradatiegaranties die het verwachte verlies van efficiëntie over een bepaald aantal jaren specificeren. Blijf onze blogposts lezen voor meer van dergelijke informatieve content.

Aanbevolen: Volledige gids over sneeuwbescherming voor zonnepanelen