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 waarbij zonlicht wordt omgezet in elektrische energie, in relatie tot het vermogen van zonnepanelen, wordt energie-efficiëntie van zonnepanelen genoemd. Deze efficiëntie wordt bepaald door de hoeveelheid energie die per oppervlakte-eenheid wordt geproduceerd. Een hogere energieopbrengst per oppervlakte-eenheid duidt op een hogere efficiëntie, terwijl een lagere energieopbrengst een lagere verwachte efficiëntie impliceert.

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

Het National Renewable Energy Laboratory (NREL) geeft aan dat de degradatiesnelheid ongeveer 0.5% tot 0.8% per jaar bedraagt , maar dat dit varieert afhankelijk van het model, het merk en het type panelen.

Factoren die de degradatie van PV-modules van zonnepanelen beïnvloeden

1. Degradatie door lichtinductie: Dit verschijnsel treft zonnepanelen, waarbij de efficiëntie tijdelijk afneemt bij de eerste blootstelling aan zonlicht. Dit wordt veroorzaakt door de beweging van boor en zuurstof in de siliciumcellen.

2. Degradatie als gevolg van potentiële inductie: Dit proces, waarbij PV in zonnepanelen ontstaat door de stroom die tussen de cellen en andere componenten loopt, leidt tot prestatieverlies.

3. Verouderingsgerelateerde degradatie: PV-modules verliezen na jarenlange werking hun prestaties als gevolg van omgevingsfactoren en thermische belasting.

4. Defect aan de achterplaat: Bij een PV-module fungeert de achterplaat als beschermende laag en is gemaakt van polyvinylfluoride (PFF) polymeer. Wanneer deze verkleurt, ontstaan ​​er delaminatieblaasjes, wat leidt tot degradatie.

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:

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

Maximale efficiëntie van zonnecellen

Het National Renewable Energy Laboratory (NREL) van het Amerikaanse Ministerie van Energie vermeldt in zijn studies dat het hoogste rendement 39.5% bedraagt ​​voor een zonnecel met drievoudige junctie.

De hoogst gemeten efficiëntie voor zonnecellen bedraagt ​​echter 47.1%, voor meerlaagse concentratorzonnecellen.

Opmerking: Dit opmerkelijke record is gevestigd 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. Invloed van de locatie: Wanneer zonnepanelen worden geplaatst in regio's met weinig zonlicht of vaak bewolkte gebieden, zal het licht de efficiëntie beïnvloeden.

2. Productiefouten: Investeer bij aankoop in hoogwaardige panelen voor een lange levensduur; panelen van slechte kwaliteit zijn gevoelig voor degradatie na verloop van tijd.

3. Problemen met de omvormer: De omvormer heeft ook invloed op de werking en kan een lager vermogen veroorzaken.

4. Onderhoud: Omdat de panelen in de open lucht staan, hopen stof, vogelpoep en ander vuil zich op, waardoor het zonlicht wordt geblokkeerd. Regelmatige reiniging van de panelen is essentieel om optimale prestaties te garanderen.

5. Technisch verlies: Energieverliezen in de bedrading, aansluitingen en elektrische componenten van het zonne-energiesysteem kunnen bijdragen aan een lagere efficiëntie.

6. Opstellingshoek: Dit is belangrijk voor de installatie van het paneelsysteem. Een onjuiste of verkeerde oriëntatie vermindert de kans dat de panelen direct op de zon gericht zijn, wat de efficiëntie verlaagt.

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

Degradatiecurve van zonnepanelen

Onderstaande grafiek 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 de kosten van panelen in de loop van de tijd.

1. Opstartkosten (1975-1990): In de beginperiode was de technologie van zonnepanelen nieuw en duur. De productie zelf was duurder en het duurde even voordat het gewenste rendement werd bereikt.

2. Snelle kostendaling (1990-2000): Naarmate de technologie verbeterde, verbeterde ook de productie en gingen overheidsstimulansen hand in hand. In deze periode daalden de kosten geleidelijk.

3. Verdere prijsdalingen (2000-2010): Naarmate de vraag toenam, nam de concurrentie tussen fabrikanten toe, waardoor er een overvloed aan producten ontstond en de prijzen daalden.

4. Toegenomen betaalbaarheid (jaren 2010-2020): Netpariteit, waarbij de kosten van zonne-elektriciteit gelijk zijn aan of lager worden dan de kosten 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: Kostenanalyse van de productie van zonnepanelen

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

Ja , fabrikanten geven garanties die ervoor zorgen dat panelen na één jaar nog minstens 97.5% van hun rendement behouden en na ongeveer 25 jaar nog circa 85%. De mate van rendementsdaling verschilt echter per merk zonnepanelen.

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: Complete handleiding voor sneeuwvangers op zonnepanelen