Fotovoltaïsche zonne-energietechnologie zet de energie van de zon om in elektriciteit.
In een notendop
In één uur voorziet de zon de aarde van meer energie dan de hele wereld gemiddeld in een jaar verbruikt.
Er worden twee verschillende technologieën gebruikt om de energie van de zon om te zetten in nuttige energie:
- Fotovoltaïsche systemen vangen de zonnestralen op om elektriciteit te produceren.
- Thermische zonnecollectoren zetten zonlicht om in warmte (met name voor de productie van warm water voor huishoudelijk gebruik). > Zie de ABC van thermische zonne-energie.
Fotovoltaïsche energie is vandaag de dag een van de meest concurrerende hernieuwbare technologieën ter wereld en helpt onze uitstoot van broeikasgassen te verminderen.
De investering blijft rendabel voor particulieren, coöperatieven en bedrijven.
Definitie van de technologie
Een fotovoltaïsch systeem bestaat voornamelijk uit fotovoltaïsche cellen die gemaakt zijn van halfgeleidermaterialen (meestal op basis van silicium).
Wanneer fotonen (deeltjes van licht) op deze lichtgevoelige materialen vallen, geven ze hun elektronen vrij en genereren ze een gelijkstroom.
Een omvormer zet deze stroom om in wisselstroom, zodat deze in het elektriciteitsnet kan worden geïnjecteerd.
Energieschuld
De energieschuld van een object vertegenwoordigt de energie die verbruikt moest worden om het te produceren en naar de plaats van gebruik te transporteren.
In het geval van hernieuwbare systemen omvat deze schuld alle stadia: bouw, assemblage, transport naar de productielocatie, recycling van afval aan het einde van de levensduur, enz.
In België betaalt een fotovoltaïsch systeem zijn energieschuld in minder dan anderhalf jaar terug.
Het zal dus 100% schone energie produceren tijdens zijn hele levensduur, in tegenstelling tot fossiele en kerncentrales.
Levensduur
Een fotovoltaïsch systeem werkt minstens 25 jaar. Uit ervaring blijkt dat ze ook na 25 jaar zeer goed blijven presteren.
Productie
De elektriciteit die door een zonnepaneel wordt geproduceerd, hangt af van 3 belangrijke parameters:
- Zonnestraling, die sterk varieert afhankelijk van de geografische locatie: hetzelfde paneel zal twee keer zoveel produceren naargelang het in België of Spanje is geïnstalleerd.
- De oriëntatie en hellingshoek van het paneel: in België zal een paneel het beste presteren als het naar het zuiden gericht is en als de hellingshoek ten opzichte van het horizontale vlak tussen 30 en 40° is – maar andere configuraties blijven interessant!
- Celefficiëntie, die varieert van de ene technologie tot de andere. Maar de systemen worden steeds efficiënter en bieden allemaal een rendement van meer dan 20% (dit percentage drukt het deel van de stralingsenergie uit dat wordt omgezet in elektrische energie).
In België produceert een systeem van 3 kWp met een helling van 35° op het zuiden en zonder schaduw ongeveer 3.500 kWh/jaar, wat overeenkomt met het gemiddelde jaarlijkse elektriciteitsverbruik van een huishouden.
Aantal exploitaties in België
Eind 2020 hadden fotovoltaïsche installaties in België een cumulatief geïnstalleerd vermogen van 6.036 MWp, gelijk aan het vermogen van zes kernreactoren.
Het grootste deel van deze capaciteit werd geïnstalleerd in Vlaanderen (75%), gevolgd door Wallonië (22%) en het Brussels Gewest (3%).
Besparing van CO2-uitstoot
Elektriciteitsopwekking uit zonne-energie groeit snel in België en de rest van de wereld.
Deze productie van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen vermindert het gebruik van elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen (gas, steenkool) en dus ook de uitstoot van broeikasgassen.
In België, op basis van onze elektriciteitsmix, bespaart elke nieuwe fotovoltaïsche installatie (5 kWp) 2 ton CO2 per jaar, of het equivalent van 10.875 autokilometers per jaar!
Recycling
Om aan de Europese milieunormen te voldoen, organiseren fabrikanten op eigen kosten de inzameling en recycling van panelen aan het einde van hun levensduur. In België organiseert de vereniging PV Cycle deze recyclage.
Het terugwinningspercentage is zeer hoog, ongeveer 93,5%. De overgrote meerderheid van de zonnepanelen zijn gemaakt van glas, aluminium, plastic en halfgeleidende metalen, die allemaal 100% recycleerbaar zijn.
Gerecyclede materialen worden gebruikt voor de productie van nieuwe fotovoltaïsche modules of als grondstoffen voor de industrie (metalen).
Intermittentie
De fotovoltaïsche productie varieert afhankelijk van de aan- of afwezigheid van licht (zon, wolken, nacht). Deze productie is echter voorspelbaar dankzij de interpretatie van meteorologische gegevens en is daarom perfect geïntegreerd in het elektriciteitsnet.
Zeldzame aardmetalen
Zeldzame aardmetalen zijn een groep metalen waarvan de winning – voornamelijk in China – schadelijk is voor het milieu en de menselijke gezondheid. Deze metalen worden voornamelijk gebruikt in katalysatoren in auto’s, smartphones, computers, elektromotoren, enz.
Volgens een rapport van ADEME bevatten fotovoltaïsche technologieën die momenteel op de markt zijn geen “zeldzame aardmetalen”.
Veiligheid en onderhoud
Zonnesystemen vereisen vrijwel geen onderhoud.
De eigenaar van het fotovoltaïsche systeem kan gemakkelijk een visuele controle uitvoeren om eventuele problemen op te sporen (dode bladeren op de panelen, nieuwe schaduw, enz.) en een productiecontrole om eventuele grote fouten op te sporen (onderproductie, storing). In het laatste geval moet u een professional inschakelen om het systeem weer aan de gang te krijgen. Hij zal ook de omvormer vervangen aan het einde van zijn levensduur (over het algemeen na 10 jaar).
Installatiekosten
Investeren in fotovoltaïsche energie is nu veel goedkoper dan vroeger.
Gezien de daling van de productiekosten kost een gemiddelde basisinstallatie (5 kWp) nu tussen €6.000 en €7.000, vergeleken met €30.000 tot €35.000 15 jaar geleden – wat verklaart waarom de subsidies geleidelijk zijn verlaagd en vervolgens afgeschaft.
Kortom, fotovoltaïsche energie is financieel veel toegankelijker geworden en blijft zelfs zonder steun en zelfs met een prosumer tarief rendabel.
In België varieert de terugverdientijd over het algemeen tussen 7 en 12 jaar, afhankelijk van de regio. Na deze periode produceert uw installatie gratis elektriciteit die u zelf moet verbruiken in plaats van aan een elektriciteitsleverancier te betalen.
Ondersteuning en premies
Fotovoltaïsche installaties hebben geen subsidies meer nodig om rendabel te zijn, zelfs niet met het prosumententarief. Steunmechanismen zijn daarom afgeschaft of zullen binnenkort worden afgeschaft.
Om uw installatie rendabel te maken, zult u in de toekomst zoveel mogelijk uw eigen zonne-energie moeten gebruiken: bijvoorbeeld door uw huishoudelijke apparaten rond het middaguur te laten draaien, wanneer de fotovoltaïsche productie haar piek bereikt.
Milieu- en sociale gevolgen
Fotovoltaïsche systemen zijn gemakkelijk te installeren op daken van gebouwen (huizen, flats, bedrijven, scholen, enz.).
Installaties op de grond – ook wel zonnevelden genoemd – kunnen in tegendeel concurreren met landbouwkundige gebruik, ten nadele van boeren en de voedselproductie. Om deze reden raden veel belanghebbenden aan om deze installaties te installeren op eerder kunstmatige gebieden, zoals voormalige industrieterreinen. Agrivoltaïsme maakt het ook mogelijk om zonnesystemen op hoger gelegen grond te installeren, zodat het land vrij blijft voor gewassen of vee.
Individuele investering
Fotovoltaïek blijft een rendabele investering voor particulieren, met een hoger rendement dan een spaarrekening (zie hierboven).
Mensen die ermee niet kunnen uitgerust worden (huurders, schaduwrijke daken, enz.) kunnen zich aansluiten bij een collectief project (zie hieronder).
Collectieve investering
Burgers kunnen lid worden van een coöperatieve die zich bezighoudt met de productie van zonne-energie (bijv. eigenaar van een grote installatie op een bedrijfsdak).
Ze kunnen ook lid worden van een Energiegemeenschap, een model dat zich snel ontwikkelt in België en Europa. Een grote zonne-installatie (op het dak van een school, een bedrijf, enz.) zal haar productie tegen een voordelig tarief kunnen delen met verschillende consumenten in de buurt.
Coöperatieven en gemeenschappen maken het mogelijk om een collectief project op te bouwen, met lokale economische gevolgen en een korte keten van energie. Buurtbewoners zijn eigenaar van en/of profiteren van de productie-installaties die hen van elektriciteit voorzien.