Recensie

ISSO Publicatie nr. 78
Handleiding Zonnestroom voor ontwerper en installateur¹

http://www.isso.nl/producten/isso-winkel/publicatie-info/publicatie/161/

Recensie © Peter J. Segaar/Polder PV, 18 september 2006

Samenvatting
1 Algemene inleiding
2 Inleiding zonne-energie
3 Zonnecellen en zonnepanelen
4 Lay-out van netgekoppelde systemen
5 Inverters voor netkoppeling
6 Opbrengst
7 Elektrisch ontwerp van een netgekoppeld PV-systeem
8 Bekabeling
9 Uitvoering en inpassing van PV-systemen
10 Veilig werken
11 Systeemcontrole
12 Onderhoud en foutopsporing
Bijlagen
Overige opmerkingen
Tenslotte
Conclusie

¹Te bestellen via de website van ISSO, winkelgedeelte; prijs: € 75,--

Samenvatting

Het heeft lange tijd ontbroken aan goede informatie over alles wat er komt kijken bij het (laten) installeren van zonnestroomsystemen in de Nederlandse taal. Er is uiteraard wel het een en ander op websites te vinden, en er bestaan verschillende “norm” documenten van officiële instanties, maar die zijn voor veel mensen slecht leesbaar en/of te pakken te krijgen. Bovendien ontbrak er sowieso een goede handleiding met een gedetailleerde analyse van de vele belangrijke factoren die komen kijken bij de voorbereiding, de inpassing in of op het dak, de installatie zelf, de bedrading, de keuze, plaatsing en dimensionering van de omvormer(s), tot en met de productiemeter bij of voor de netinvoeding en de monitoring van het systeem.

ISSO, het kennisinstituut voor de installatiesector, wat voorziet in de technische kennisbehoefte van de sector, heeft zich dat al geruime tijd geleden aangetrokken, vooral ook omdat uit onderzoek van ECN en Ecofys duidelijk was geworden dat de kwaliteit van (opgeleverde) zonnestroomsystemen nogal eens te wensen overliet². Dit aspect kwam ook weer zeer duidelijk naar voren bij de eerste renovaties die in het eerste half jaar van 2005 werden uitgevoerd aan de Sunpower© systemen (naar binnen brengen van de op de zonnepanelen aangebrachte OK4 omvormers), waarbij grote fouten gemaakt bleken te worden door onervaren monteurs. Begin 2006 is de hier besproken ISSO handleiding toegelicht aan geïnteresseerde installateurs op diverse ledenbijeenkomsten van brancheorganisatie UNETO-VNI. De hier besproken publicatie is eind 2005 verschenen en werd inhoudelijk en financieel ondersteund door branche-organisatie Holland Solar, UNETO-VNI (vakgroep Beheer en Inspectie), en SenterNovem (subsidie-organisatie van Economische Zaken).

De ISSO publicatie is een compleet, op A4 formaat uitgegeven boekwerkje met een bij tijd en wijlen beknopte, puntsgewijze, doch tegelijkertijd accurate en alle aspecten behandelende analyse van het installatiewerk, zowel fysisch (eigenaardigheden van zoninstraling e.d.), bouwtechnisch als elektrotechnisch. Tegelijkertijd geeft het boekje relevante achtergronden over diverse fenomenen als beschaduwing, lichtomstandigheden, temperatuureffecten e.d., die voor veel zonnestroom “leken” zeer lezenswaardig zijn. Uiteraard wordt zeer veel aandacht besteed aan de typische elektrotechnische aspecten van de zonnepanelen zelf (stroom, spanning, MPPT tracking, effecten van verschillende paneel, string en array opstellingen, effecten schaduw, tilthoek e.d). Tevens wordt goed gekeken naar de diverse omvormer concepten, van “simpele AC-module omvormer” tot en met de moderne “master-slave” systemen die bij wisselende lichtomstandigheden selectief deelomvormers bij grote PV-installatie in- of uitschakelen.

N.B.: in deze handleiding worden uitsluitend netgekoppelde systemen besproken, dus geen autonome systemen met accu’s en laadregelaars.

In de volgende tekst volgt een gedetailleerdere, puntsgewijze bespreking van de afzonderlijke hoofdstukken.

²Citaat uit ECN publicatie ECN-C—04-031 (maart 2004), p. 7: “Twee belangrijke zaken zijn echter nog voor verbetering vatbaar. Ten eerste laat de installatiekwaliteit in sommige gevallen nog te wensen over. Het betreft hier in de meeste gevallen installateurs met geringe ervaring met PV-systemen. Een goede opleiding voor het installeren van PV-systemen, ingebed in bestaande systemen voor kwaliteitsborging in de installatiesector, zou hier verbetering in kunnen brengen. Ten tweede is uitval als gevolg van inverterdefecten voor een commerciële markt nog te hoog. Ook hier dient aan gewerkt te worden. De resultaten van dit onderzoek laten zien dat het plaatsen van PV-systemen zonder enige mogelijkheid om het functioneren te kunnen controleren (geen kWh-meter of foutsignalering van inverters) geen goede zaak is.”

http://www.ecn.nl/publicaties/default.aspx?nr=ECN-C--04-031

Het eerste hoofdstuk bevat een algemene inleiding op zonne-energie en zonnestroom, met het bekende instralingsdiagram voor Nederland, een grafiek met de gemiddelde maandelijkse instraling op het horizontale vlak in ons land, en een korte beschouwing aan de doelgroep (installateurs en ontwerpers van PV-systemen) en de inhoud van de publicatie zelf.

In de grafieken van de prijsontwikkeling van de zonnestroom kWh prijs en de Wp systeemprijs in hoofdstuk 2 (inleiding zonne-energie) is niet terug te vinden dat er een tijdelijke, lichte “mondiale” verhoging is geweest a.g.v. de grote discrepantie tussen de vraag naar zonnepanelen en de geproduceerde hoeveelheid “PV-grade” silicium. Inmiddels lijkt deze tijdelijk prijsstijging weer te stabiliseren, zoals te zien op de Solarbuzz website; de algehele verwachting is dat de prijzen weer zullen gaan dalen zodra er genoeg productie capaciteit voorhanden is (2007-2008).

Hoofdstuk 3 (zonnecellen en –panelen) behandelt uitgebreid de zeer verschillende wijzen waarop een zogenaamd “PV-array” (systeem) uit modules opgebouwd kan worden, de grote variatie in string opbouw, en wordt uitgelegd wat het effect op stroom/spanning (zgn. IV) curves is. Uitzonderlijk belangrijk zijn de twee tale-telling grafieken (figs. 3.10 en 3.11) die zeer duidelijk aangeven wat een dramatisch effect zelfs beschaduwing van 1 cel binnen een zonnepaneel heeft, en welke enorme gevolgen dat heeft voor de uiteindelijke systeemcurves als dat paneel in een string is opgenomen, zoals in de hieronder weergegeven grafieken uit de handleiding tonen.

images © ISSO publ. 78, p. 18

Hieruit blijkt zeer duidelijk dat ten allen tijde voorkomen moet worden dat er in de productierijke zomerperiode enige vorm van schaduw is op het PV-systeem, met name als dat lange strings van in serie geschakelde zonnepanelen bevat. Een belangrijke omissie hierbij is de foto (fig. 9.9) die verderop in hoofdstuk 9 van de ISSO publicatie wordt getoond, waarbij zeer lange lijnvormige bliksemafleiders vóór een groot PV-systeem zijn opgesteld die ongetwijfeld tot soortgelijke effecten (dramatisch outputverlies) a.g.v. selectieve beschaduwing van zonnecellen kunnen leiden. Zo’n opstelling kan en mag niet voorkomen en die foto had dan ook van een kritisch onderschrift voorzien moeten worden. Lijnvormige beschaduwing heeft een fors negatieve impact op het uiteindelijk afgegeven AC-vermogen van strings, zie ook het bericht van 28 februari 2006 elders op Polder PV.

Een byzonder belangrijk citaat vinden we op de eerste pagina van hoofdstuk 4 wat de lay-out van PV-systemen beschrijft, nl.: “De netgekoppelde systemen hebben als doel het opwekken van wisselstroom om deze energie lokaal te gebruiken of, in geval van overschot, terug te leveren aan het net.” Het door mij vetgedrukt weergegeven deel zou op het bureau van elke medewerker van EZ, DTe, NMa, EnergieNed en van de diverse netbeheerders moeten liggen, gezien de zeer slechte ervaringen met de “netkoppeling” van zonnestroomsystemen in de afgelopen jaren… (problemen met wettelijk verplichte saldering, de niet (meer) toegankelijke MEP regeling voor grote particuliere systemen, de schandalige beleidsregel van de NMa die de zonnestroom overschotten financieel neutraliseert voor de grotere netinvoeders, etc.

In dit hoofdstuk overigens een zeer goede uitleg van de diverse inverter types, waaronder de moderne “master-slave” omvormers.

Monitoring van slecht toegankelijke inverters zoals in AC-modules (paragraaf 4,2, p. 21) is inderdaad vrijwel onmogelijk, maar het OK4 Manager systeem van N.K.F. is een uiterst positieve uitzondering op deze “regel” omdat dat excellent gevolgd en zelfs in de tijd gelogd kan worden op een computer. Wel is en blijft belangrijk dat omvormers zoveel mogelijk in huis geplaatst worden en op goed bereikbare plekken om onverhoopte storingen op eenvoudige wijze te kunnen uitvoeren. Over buitenplaatsing van omvormers blijven de meningen sterk verdeeld, van “moet kunnen mits goed uitgevoerd” tot “liever niet aan beginnen met dat soort kwetsbare elektronica”.

In hoofdstuk 5 wordt uitgebreid aandacht besteed aan het “hart” van elk zonnestroomsysteem, de inverter(s). De talloze technische eisen die aan inverters worden gesteld passeren de revue, de globale werking wordt helder uit de doeken gedaan en de diverse omvormer “concepten” besproken. Ook wordt over zogenaamde “DC-DC converters” gesproken (5.2) die bijvoorbeeld in de 54 cels Sunpower© panelen zitten en die geen groot succes blijken te zijn omdat ze veel te kwetsbaar zijn (uitval en doorbranden mogelijk) en in de junction box van de zonnepanelen zijn opgenomen (op het dak dus). Aan dit soort “aanpassings-elektronica” dient dus veel meer aandacht besteed te worden en men zou er beter aan doen om i.p.v. dat soort “upgrades” in te bouwen tot een zorgvuldige selectie van omvormers te komen om problemen te voorkomen.

Een ander belangrijk, vaak onderschat punt, is de zgn. “efficiency” van de omvormer die in deze publicatie kritisch tegen het licht wordt gehouden. Een hoge efficiency wil nog niet zeggen dat dan per definitie “alles uit de kast” wordt gehaald, omdat dat vooral ook van de dimensionering en de “match” tussen de geselecteerde omvormer en de gekozen zonnepanelen afhangt. Een hoog momentaan Pac vermogen hoeft echt nog niet te betekenen dat uw systeem optimaal is “gedimensioneerd”, want het gaat uiteindelijk om de energieproductie in de loop van de tijd en door de seizoenen heen. Hierbij moet aangetekend worden, dat als een gekozen configuratie een optimaal energetisch rendement (lees: AC kWh opbrengst) heeft in de zomerperiode, dat u dan al snel “goed” zit, omdat in die periode het allergrootste deel van de te verwachten jaaropbrengst behaald zal worden (zeker bij optimaal op het zuiden gerichte PV-systemen).

In paragraaf 5.7 wordt ingegaan op een definitiebepaling van het “nominale vermogen” van de omvormer, die mijns inziens niet erg praktisch is omdat het afgegeven AC vermogen van omvormers sterk van de interne (DC-belasting) en de omgevingstemperatuur afhangt. Vooral de laatste factor kan aanzienlijk verschillen, afhankelijk van waar het apparaat is of wordt opgehangen. In Duitsland worden grote, centrale omvormers zelfs wel op koude keldervloeren gemonteerd om de apparaten zo goed mogelijk te laten afkoelen en een zo hoog mogelijke werkingsgraad te bewerkstelligen…

De behuizing van omvormers, geklassificeerd volgens een op p. 45 onder bekabeling weergegeven tabel met “IP-klassen”, mag nog zo’n hoge klasse hebben (OK4 omvormers hebben zelfs een zeer “strenge” IP67 norm), maar dat is nog geen garantie dat de omvormers het onder de vaak sterk wisselende weerscondities in Nederland zullen uithouden. Bij de OK4 bleek het kunsthars waarmee de omvormers waren ingegoten de uiteindelijke “bottleneck”, en van deze ervaringen zullen harde lessen getrokken moeten worden. De IP65 behuizing van, bijvoorbeeld de Exendis GridFit omvormers is zeer degelijk uitgevoerd, en tot nu toe zijn er met dat AC-omvormer type (zeer frekwent buiten opgesteld) geen uitvalproblemen geweest die te maken zouden hebben met de behuizing (voor zover bekend bij de auteur van deze recensie).

Het voor de meeste PV-eigenaren uiteraard cruciale gedeelte is hoofdstuk 6 over de opbrengst van het zonnestroomsyteem. Er wordt een goede en duidelijke uitleg gegeven over de vele factoren die daarop invloed hebben (reeds eerder in een NOVEM web-publicatie met Baltus uitvoerig op wetenschappelijke wijze verwoord uit de doeken gedaan, zie link onder overige opmerkingen). Zoals zoninstraling intensiteit, duur, spectrum, oriëntatie en tilthoek, etc., etc. Ook wordt uitgebreid op de vele “verliesposten” ingegaan zoals lage instralingsverliezen (paneelrendement is lager), temperatuursinvloeden, mismatch, vervuiling (3,6%!), diodes, kabelverliezen en, zeer significant, de omvormerverliezen. Uiteindelijk blijft er dan, in een in fig. 6.6 getoond praktijkvoorbeeld, van 1.000 kWh/jaar theoretische opbrengst onder STC “nog maar” 780 kWh over. Iets om rekening mee te houden, maar in de “normcijfers” voor Nederland (0,8 kWh/Wp.jaar voor een zonnepaneel opgesteld op zuid en onder een hoek van 36 graden), zijn deze “gemiddelde verliezen” reeds opgenomen.

Het in de recente door Karwei/Pfixx gecommuniceerde gemiddelde van 0,86 kWh/Wp per jaar (350 Wp aan zonnepanelen zou in Nederland 300 kWh moeten opleveren) is niet correct, en zal op zijn hoogst in de buurt van de zonrijke Nederlandse westkust behaald kunnen worden, maar is geen landelijk gemiddelde. Het is goed om deze getallen in het achterhoofd te houden bij het bestuderen van de info bij “aanbiedingen” van zonnepaneel pakketten.

Een tweede vaak “vergeten” doch belangrijke factor is de 0,4% verlies die bij elke graad stijging van de omgevingstemperatuur optreedt bij polykristallijne modules: op een bloedhete windstille lentedag presteren uw zonnepanelen een stuk minder goed dan op een even zonnige voorjaarsdag met een bittere koude wind. Zelfs op zo’n relatief “korte” lentedag kan de dagproductie al vrijwel even hoog zijn als op een “lange”, doch zeer warme zomerse dag.

Wat vervuiling van PV-modules betreft: o.h.a. nauwelijks een probleem als ze voldoende hellend zijn opgesteld (minimaal 20 graden t.o.v. de horizon). Een probleem treedt wel op bij vrij vlak liggende modules met een frame: water blijft dan langdurig staan op de binnen-framerand van het paneel, er kan dan algengroei plaatsvinden. Als de afstand tussen de onderste cellen en de framerand gering is, kan daardoor al snel een gedeeltelijke beschaduwing van de onderste rij cellen plaatsvinden, waardoor het vermogen van de module, en als die in een string staat, ook van de string zelf, fors onder druk kan komen te staan.

Interessant is het hoge “albedo” cijfer voor de gebouwde omgeving, nl. 20%. Dit geeft het “reflecterend vermogen” aan, en is dus een belangrijke factor die bijdraagt aan het in Nederland relatief hoge aandeel van “diffuse” straling, zeker als de zonnepanelen binnen de bebouwde kom zijn opgesteld. Het hoge aandeel van diffuse straling in het totaal wordt in dit hoofdstuk als argument opgevoerd waarom er in Nederland geen zonvolgende “trackers” gebruikt worden. Men is daarbij echter wel vergeten te vermelden dat in het noorden van Beieren, niet zo heel veel verwijderd van de breedtegraad van Maastricht, inmiddels het grootste zonnestroompark ter wereld is geopend in de gemeente Arnstein (zie Erlasee project), en wat bestaat uit louter trackerstations met in totaal 12 MWp aan opgesteld nominaal piekvermogen.

De optimale oriëntatie voor Nederland is volgens het klassieke “instralingsdiagram” niet pal zuid (“azimuth” 180 graden t.o.v. noord), maar ongeveer 185 graden t.o.v. noord, dus iets westelijk van pal zuid), bij de gehanteerde optimale hellingshoek van 36 graden t.o.v. de horizon. In de praktijk zal dat echter bij de meeste systemen weinig uitmaken, en is er een forse tolerantie t.o.v. de zuid-oriëntatie, met slechts weinig productieverlies.

Zeer belangrijk en zwaar onderschat is de partiële beschaduwing van zonnestroom- systemen. Dit zou eigenlijk nog iets uitgebreider behandeld moeten worden dan in de huidige handleiding gedaan wordt. Daarbij moet vooral aandacht besteed worden aan het voorkomen van lijnvormige schaduwen van vlaggemasten, antennes, ventilatiepijpjes e.d., schoorstenen, en niet te vergeten de bomen in eigen tuin of bij de buren die aanvankelijk wel laag lijken, maar na een paar jaar zo hard gegroeid blijken te zijn dat uw zonnepanelen (partieel) beschaduwd worden. Ook moet goed de nadruk gelegd worden op het voorkomen van enige vorm van beschaduwing in de zomerperiode die het grootste deel van de jaaropbrengst zou moeten genereren. In de winter komen zeker in de bebouwde omgeving vaak enorme slagschaduwen voor, maar omdat de productie dan toch al matig is, is het verlies in die periode vaak gelukkig niet groot. Als er toch een deel van een zonnestroomsysteem langdurig partieel beschaduwd dreigt te worden, moeten voor dat specifieke deel aparte omvormers (bij voorkeur AC-module omvormers) ingezet worden om de systeemverliezen zo laag mogelijk te houden.

Hoofdstuk 7 bespreekt het elektrisch ontwerp cq. de keuze van het type PV-systeem en, vooral, de daarvan afhankelijke dimensionering van het systeem in relatie tot de gekozen omvormer types. Dit is typisch werk voor de professionele installateur, omdat met veel factoren rekening gehouden dient te worden, waarvan de belangrijkste worden aangegeven.

Een belangrijke factor is de keuze voor inbouw vs. opbouw van zonnepanelen in/op het dak. Aangegeven wordt dat bij inbouw en de daarmee gepaard gaande slechte ventilatie van de zonnepanelen, soms resulterend in een celtemperatuur van maar liefst 70ºC (!), het celrendement zwaar achteruit gaat (MPPT spanning is bij die temperatuur 20% lager dan bij 25ºC). Het is dan ook niet verwonderlijk dat in Duitsland bijna altijd gekozen wordt voor zogenaamde “opdak” systemen met gebruikmaking van stevige haken en een voldoende ruime ventilatiespleet onder het systeem. Niet vreemd gezien het feit dat in het land met de beste terugleververgoedings-regeling ter wereld hele daken vol worden gelegd en de omgevingstemperatuur dan uiteraard een significante factor in het behaalde systeemrendement blijkt te zijn. Ook de toegankelijkheid van de bekabeling op het dak kan een rol spelen bij de keuze voor een opdak of inbouwsysteem. Mijn advies voor potentiële nieuwe zonnepaneel eigenaren is dan ook te blijven kiezen voor dakhaken, en u niet te laten verleiden tot een “esthetische dakintegratie” (lees: inbouw) van uw zonnestroomsysteem. De verschillende typen systemen worden overigens in paragraaf 9.2 van de ISSO publicatie beschreven.

Boeiend is de opmerking op p. 38 over de mogelijk te hoge netspanning in afgelegen gebieden waardoor grote PV-systemen in de “gevarenzone” zouden kunnen komen m.b.t. de marge tussen benodigde en door het systeem afgegeven netspanning. ISSO suggereert in zo’n geval de netbeheerder “te vragen om de netspanning iets te verlagen, door de tab-setting van de distributietransformator aan te passen”. Ik wens de toekomstige “groot-PV-systeem bezitter” in afgelegen gebied veel succes met zo’n verzoek, want het is de vraag of de lokale netbeheerder op zo’n “ongebruikelijk verzoek” zit te wachten, en al helemaal of dat wel “kosteloos” zal geschieden, gezien de reputatie die de netbeheerders op andere vlakken hebben. Economische Zaken en haar satellieten schermen nogal graag met het “kostenveroorzakingsprincipe” tegenwoordig, dus u bent gewaarschuwd…

Ook nieuw voor mij is de suggestie van ISSO dat zonnestroomsystemen beter “geaard” zouden dienen te worden om schrikreacties door capacitieve ontladingen op het dak te voorkomen. Volgens mij gebeurt dit in Nederland zelden tot nooit, behalve bij zeer grote systemen. Wel is het belangrijk om, zeker bij systemen met veel kabelwerk, te voorkomen dat er al te grote lusstructuren in de bekabeling op het dak voorkomen om risico’s op overspanning tijdens blikseminslag zo veel mogelijk te vermijden. Geadviseerd wordt om de bekabeling zoveel mogelijk parallel te houden, bij voorkeur binnen een (indien aanwezig) bestaande bliksembeveiliging.

Bekabeling komt uitgebreid aan bod in hoofdstuk 8. Stringbekabeling dient voorzien te zijn van niet aanraakbare stekkerverbindingen vanwege de potentieel hoge DC-vermogens van aan te sluiten strings, zeker bij grotere PV-systemen. Er wordt, ogenschijnlijk overbodig, gewaarschuwd om altijd het systeem uit te zetten voordat er aan gewerkt wordt, maar mijn eigen ervaring is helaas, dat dat inderdaad niet altijd gebeurt, wat echt vragen is om problemen. Zowel hitte (tot 80 graden C is vastgesteld bij inbouwsystemen!) als de vaak onderschatte factor “koude” worden behandeld. W.b.t. het laatste: mogelijke bevriezing in onder water staande goten met kabels, bros worden van kabels, met kans op kapotschuren bij niet vastgelegde bekabeling, etc. Men dient losse kabelstukken, bijv. in een bocht tussen twee gefixeerde mantelbuizen op twee muur/dakvlakken met trekontlastingen vast te zetten om beweging door wind te voorkomen (ik heb zelf een licht beschadigde AC-kabel ontdekt bij een los stuk rond een dakrand…).

Zeer belangrijk is de positie en beveiliging van warteldoorvoeren, waar terecht veel aandacht aan wordt besteed. Zo zijn in het Sunpower® project 170 systemen “gerenoveerd” waarbij er geen waterdichte verbinding meer is tussen de junction box op het zonnepaneel en de buitenwereld. Op den duur kunnen de metalen contacten in die dozen gaan corroderen, niet alleen vanwege intredend spatwater, maar vooral ook bij hoge luchtvochtigheid. Een onvergeeflijke fout, dus. De publicatie geeft duidelijke aanwijzingen in paragraaf 8.2 (“Wijze van aanleg”) hoe dit soort problemen voorkomen dienen te worden. Een goede wartelkeuze is daarbij essentieel, want die zonnepanelen moeten vaak 20 tot 30 jaar of langer mee, en dan mag er niets mis zijn met de waterdichtheid van die aansluitdozen. Ook niet bij de aansluiting van andere kabels middels lasdozen, of met buiten geplaatste omvormers.

Een principe van kabeldoorvoer door platte daken is niet besproken, en dat is de “U-bocht” constructie. Ik trof daarvan een voorbeeld aan in Roomburg, waarbij op een flat een koperen gebogen buis was gebruikt om spatwatervrij de DC-bekabeling van zonnepanelen op het dak naar binnen door te voeren. Voor foto: zie elders op de Polder PV website.

Ook belangrijk is de codering van zowel de kabel(ader)s (paragraaf 8.3), als de systeemopbouw op het dak. Omdat men niet vaak geneigd zal zijn om (weer) het dak te betreden na installatie van het PV-systeem (zeker niet op schuine daken), dient tijdens de installatie een nauwkeurig schema gemaakt te worden van de herkomst van de bedrading, de serienummers van de geïnstalleerde zonnepanelen, en hoe exact de aansluitingen gemaakt zijn. Dit kan enorm veel tijd schelen bij een eventuele renovatie of omvormer ombouw van het systeem, maar gebeurt in de praktijk zelden. Het is goed om als toekomstig PV-eigenaar op dit soort zaken te letten, en dat te eisen van de installateur, of door in goede samenspraak met hem tijdens de installatie dit goed te regelen en op papier te zetten, inclusief een codering van de gebruikte bekabeling. Het kan u veel tijd en moeite schelen als u later het systeem wilt/moet veranderen!

Bij installatie van vooral grote (string) systemen is het belangrijk om panelen binnen een string te “matchen”, omdat immers het slechtst presterende paneel doorslaggevend zal zijn voor het totale stringresultaat. Hiervoor zijn de flashdata van de zonnepanelen essentieel, en die dient u dan ook op te eisen bij de aankoop, omdat in Nederland het verstrekken van dit soort belangrijke systeemgegevens bepaald geen gebruik lijkt te zijn.

Uit deze publicatie wordt duidelijk dat wat betreft systeemverliezen door bekabeling het systeem zodanig opgeleverd dient te worden dat deze niet boven de 1-2% voor de DC-zijde, en niet boven de 3% voor de AC-zijde uitkomen. Er worden gedetailleerde formules gegeven om zelf de kabelverliezen te kunnen berekenen. Een goede installateur hoort dat voor de klant te doen en de systeemverliezen ook in dit opzicht maximaal te beperken.

Paragraaf 8.5 geeft een heldere uitleg van het begrip “IP-beschermingsklasse” in tabelvorm.

Hoofdstuk 9 behandelt de verschillende uitvoeringsmogelijkheden en de inpassing van een PV-systeem in (bestaande) daken. De voor- en nadelen van de verschillende mogelijkheden worden op p. 55 in tabelvorm gepresenteerd, en er worden nog enkele tips en richtlijnen gegeven.

Essentieel is dat het plannen van elk PV-systeem (inclusief kleinere systemen) al geschiedt voordat er een dak wordt ontworpen of een dakrenovatie op papier wordt gezet. Het kan u heel erg veel energie en frustratie schelen als van tevoren bekend is dat er überhaupt een PV-systeem gepland wordt, zodat de architect en/of ontwerper daar van meet af aan mee aan de slag kan gaan en dus een optimale situatie kan ontwerpen. Naderhand “inpassen” van een PV-systeem in een bestaand dak is vaak altijd veel lastiger, en zeker als het grote systemen betreft, een bron van problemen bij de ontwerper en aannemer.

Om aan het Bouwbesluit te voldoen schijnt er in Nederland een soort “voornorm” (NVN 7250) gehanteerd te worden met minimale eisen waaraan PV-systemen zouden moeten voldoen. In paragraaf 9.1 wordt een handige tip genoemd: maak uw PV-systeem even met een natte spons schoon aan het eind van het jaar, zodat het met “frisse” panelen er in het nieuwe productieseizoen weer tegenaan kan gaan. Let daarbij wel op dat u geen daken betreedt als het vriest, om mogelijke schade aan de dakbedekking te voorkomen.

PV-dakpannen zien er fraai uit, maar vooral de hiervoor benodigde vele aansluitpunten konden wel eens een bron van fouten zijn. Hoe minder verbindingen hoe beter, en ik hoop dat daar bij dit op zich mooie concept goed naar gekeken zal worden.

Voldaksystemen zijn een typisch Hollandse uitvinding om kosten te drukken door een heel PV-dak in 1 maal af-fabriek op de nieuwbouw aan te brengen, hetgeen enorm in loonkosten scheelt en bijv. benodigde steigerbouw achteraf voorkomt. Een prachtige uitvinding die bijvoorbeeld in het Amsterdamse nieuwbouwproject Nieuw Sloten en in het HAL project (Stad van de Zon in Heerhugowaard) is of wordt toegepast. Zeer goed in deze paragraaf zijn de kritische opmerkingen over het kurkdroog afleveren, opslaan, en aanbrengen van dit soort complete PV-daken, omdat er absoluut geen vocht in de constructie mag komen om toekomstige problemen te voorkomen.

Een belangrijke keerzijde van dit soort “inflexibele” (in de fabriek gedimensioneerde) systemen is, dat er in dat soort huizen dus zeer veel zonnestroom geproduceerd gaat worden, met als gevolg een hoge invoeding in het net. En dan komt, heel pijnlijk, de dramatische recente “Beleidsregel” van de NMa om de hoek kijken waarbij uiteindelijk decentrale netinvoeders die meer dan 3.000 kWh/jaar op het net invoeden helemaal niets voor hun peperdure zonnestroom zullen gaan ontvangen omdat ze een schijntje voor hun overschot van de leverancier zouden "mogen" krijgen, maar wel over hun volledige netinvoeding een ongeveer even hoog transporttarief aan de netbeheerder zouden moeten afdragen. Ook naar een MEP-subsidie zullen deze mensen waarschijnlijk kunnen fluiten als het aan EZ ligt (afschaffing nieuwe aanvragen per 18 augustus 2006). Het is duidelijk dat over dit soort zaken een flinke rel getrapt zal moeten worden, omdat hiermee het doodvonnis voor dit soort “grote” systemen getekend is en de verdere ontwikkeling van grootschalige inzet van zonnestroom in de gebouwde omgeving, in een recent verleden nog de trots van de Nederlandse PV-sector, in de kiem gesmoord zal worden.

Handig is de tabel in paragraaf 9.3 ter bepaling van de “optimale afstand” van rijen zonnepanelen op platte daken. Men hoeft overigens niet erg krampachtig te doen over die afstanden, want op het systeem van Polder PV zou volgens die tabel een rijafstand van 2 meter van toepassing zijn, terwijl de 2 rijen vanwege ruimtegebrek daadwerkelijk op “slechts” 1 meter afstand van elkaar staan. Het resulterende beschaduwingsverlies, wat uitsluitend in de maanden november-februari op zonnige dagen voorkomt, is daadwerkelijk gemeten en komt neer op slechts 1-2% van de totale jaaropbrengst.

Veel belangrijker is het voorkomen van beschaduwingsverlies in de zomerperiode, en de in dit hoofdstuk getoonde foto van bliksemafleiders voor een batterij zonnepanelen is dan ook een typisch voorbeeld van hoe het niet moet.

Bij de “kritische punten” bij montage van PV-systemen dient goed gelet te worden op garantieverplichtingen van elk bedrijf wat op het dak aan het werk is en, vooral, bij de bedrijven die dakgeïntegreerde (of voldak) systemen leveren. Alle garantieverplichtingen dienen op papier te staan!

M.b.v. zonvolgende systemen, die in Nederland trouwens zelden gebruikt worden, moet nog gezegd worden dat men een mechanische, onderhoudsgevoelige component introduceert in een verder robuust PV-systeem wat normaal gesproken geen of nauwelijks onderhoud nodig heeft en geen bewegende onderdelen kent. Gezien de slechte ervaringen van de voormalige voorzitter van de Zonnestroom Producenten Vereniging met 2 van dit soort “tracker” stations in het windrijke Friesland, en de o.h.a. sterk wisselende, soms zwaar belastende weerscondities (flinke stormwinden), dient men met de planning van dit soort systemen uitermate kritisch te zijn en byzonder degelijke constructies eisen om problemen te voorkomen. De energetische terugverdientijd van dat soort massieve constructies (en alle benodigde beton voor de fundering), dient ook goed tegen het licht gehouden te worden. De in grote PV-productiecentrales gebruikte massieve SOLON “movers” worden (nog) niet afzonderlijk verkocht.

BIPV (building integrated photovoltaics) toepassingen zijn bij de architecten steeds meer gewild, maar men dient zich daarbij wel te realiseren dat veel van dat soort projecten vaak lagere rendementen opleveren door de inpassing in vaak verticale fassades. Er kunnen prachtige dingen gemaakt worden met doorzicht modules e.d., maar het gevolg van dat soort keuzes zal zijn dat de productie op een lager pitje komt te staan. Ook dient gewezen te worden op de potentiële thermische problemen bij de toepassing van ingebouwde vliesgevels (onderdeel van de gebouwschil). Mij is een nieuwbouwproject bekend (koopwoningen) waarbij gigantische problemen met verkeerd gespecificeerde inbouw doorzichtmodules zijn ontstaan. Het is duidelijk dat hier nog de nodige aandacht aan geschonken dient te worden om verdere drama’s te voorkomen.

Een practische tip voor projectontwikkelaars om diefstal van bouwlokaties te voorkomen sluit het hoofdstuk af. Uiteraard geldt dit ook voor reeds geïnstalleerde systemen: houdt rekening met “verwijdering door niet-geautoriseerde personen” op gevoelige lokaties, want zonnepanelen zijn dure objecten. In Duitsland zijn al 2 websites waar gestolen zonnepanelen (serienummers noteren!!!) aangemeld kunnen worden…

Het 10e hoofdstuk, veilig werken is ook al zo’n ondergeschoven kindje in Nederland, want het werkt kostenverhogend en daar houdt een gemiddelde aannemer niet van. Toch moet hier nog maar eens duidelijk gesteld worden dat duurzame energie geen levens waard is, en dat men veiligheid voorop dient te stellen, met name op schuine daken. Het hoofdstuk reikt daarvoor een serie praktische tips aan hoe men te werk dient te gaan, verdeeld in arbotechnische eisen en elektrotechnische aandachtspunten. Ook daarbij aandacht voor de betekenis van de “CE-markering” en de implicaties daarvan. Byzondere aandacht moet daarvoor uitgaan naar de steeds groter wordende PV-modules die bijvoorbeeld bij het handmatig vervoeren over een ladder naar het dak tot uitermate gevaarlijke situaties kunnen leiden als er wind op het paneel komt. Wees voorzichtig en ga niet op het dak aan het werk als er teveel wind voorspeld wordt.

Hoofdstuk 11 behandelt kort de belangrijke systeemcontrole, bestaande uit de bouwkundige, de elektrotechnische en, vooral ook, de opbrengst (energetische) controle. Deze laatste blijft essentieel voor PV-systemen omdat van de buitenkant niet te zien is of het systeem wel functioneert zoals het zou moeten werken, en daarvoor is monitoring dus een vereiste. De Zonnewijzer van Beldezon wordt hierbij weer eens opgevoerd, deze is echter alleen gratis te gebruiken voor reeds ingeschreven systemen. Een alternatief was het PVSAT project wat 1 jaar lang heeft proefgedraaid in o.a. Nederland, maar sindsdien niet meer is gecontinueerd. Blijft over het zelf monitoren wat echter voor veel mensen te ingrijpend of te ingewikkeld is, en daarvoor dienen vooral de omvormer fabrikanten duidelijke protocollen te ontwerpen of verder uit te bouwen om de informatie op begrijpelijke wijze aan de gebruikers te presenteren. Vooral foutdetectie dient volautomatisch te gebeuren, zoals dat bijv. in de Soladin600 van Mastervolt is ingebouwd, en in de meeste grotere omvormer systemen zoals de Philips (nu: Steca) 2000 Watt serie.

De ISSO publicatie rondt af met hoofdstuk 12 onderhoud en foutopsporing waarin een alleen voor professioneel personeel te hanteren tabel met de meest voorkomende storingen en de methoden om die op te sporen wordt gegeven. De in tabel 12.1 gegeven suggestie voor een halfjaarlijkse systeemcontrole zal voor de meeste PV-eigenaren, hoe wenselijk dat ook mag zijn, een illusie blijven omdat dat onbetaalbaar is. Daarbij moet trouwens ook aangetekend worden dat bij vrijwel alle Nederlandse (particuliere) PV-systemen er geen installatieschema’s of bekabelingsoverzichten zijn afgegeven bij oplevering, hetgeen een goede systeemcontrole tot een nauwelijks uitvoerbare klus zal maken.

Als bijlagen zijn nog toegevoegd een zeer summiere Begrippen lijst, geraadpleegde Bronnen, een lijst met de officiële Normen en Richtlijnen, en een kort overzicht van de belangrijkste Organisaties op het vlak van zonne-energie.

Overige opmerkingen

In de ISSO publicatie wordt consequent van zonnepanelen gesproken. Er treedt regelmatig verwarring op bij het gebruik van deze term, omdat mensen met deze term vaak zonnecollectoren voor de opwek van warm water uit zonlicht bedoelen. Dit kan ondervangen worden door te spreken van zonnestroompanelen als we het hebben over PV-modules. Het woord zonnestroomsysteem wordt overigens wel gehanteerd in de ISSO publicatie.

Voor meer informatie over het complex aan factoren wat invloed heeft op de opbrengst van zonnestroomsystemen, raadplege men de speciale NOVEM site die aan deze materie is gewijd:

http://www.pv-monitoring.novem.nl/intro.html

Tenslotte

Als laatste wil ik nog een punt kwijt: Het is prachtig dat deze ISSO handleiding er is gekomen en dat installateurs en projectontwikkelaars er mee aan de slag kunnen en zullen gaan. Echter, dan dient er nog wel zeer veel ten goede te veranderen aan de politieke besluitvorming en de ronduit dramatische procedurele zaken die er de afgelopen tijd in Nederland op het vlak van de netkoppeling "tot stand" zijn gekomen. Met name op het vlak van de teruglevering, de administratieve verwerking ervan, laat staan de beprijzing van de kostbare op het net ingevoede zonnestroom. Als hier niet fundamenteel in iets gaat veranderen (vooral de ronduit krankzinnige, reeds hierboven aangehaalde "Beleidsregel" van de NMa die de aanleg van grote PV-systemen tot een absolute giller zal maken, maar ook zaken als de op instigatie van de netbeheerders in 2005 veranderde Meetcode), zal zelfs het meest perfect aangelegde PV-systeem eerder een "pain-in-the-ass" dan een "duurzame-zegen-in-oliecrisistijd" blijken te worden. Ik hoop met u dat het ISSO en de installatiebranche ondanks alles gouden tijden tegemoet zullen gaan...

Deze ISSO publicatie is een must voor alle installateurs die op verantwoorde wijze met zonnestroom aan de slag willen. Ook voor de PV-eigenaar die meer wil weten over zijn/haar zonnestroom systeem of zelf een systeem wil aanschaffen en eventueel wil aanleggen is dit een belangrijk, doch prijzig (€ 75,--) naslagwerk.

ISSO publicatie nr. 78, Handleiding Zonnestroom voor ontwerper en installateur (2005). 72 pp., geïll. Rotterdam. ISBN 90-5044-200-5.

Info:

http://www.isso.nl/producten/isso-winkel/publicatie-info/publicatie/161/

Met dank aan Gerben van Dijk (ISSO) voor het mogelijk maken van deze recensie en voor toestemming tot publicatie van de schaduweffecten figuren (hoofdstuk 3).

Andere recensies

Boeken:
Nobel Was Hij

Documentaires:
Das Kartell