Geniet jij ook met volle teugen van zonnepanelen die uitvallen?

Ethan Robertson, via Unsplash Public Domain

“Veel meer klachten over drukte op stroomnet en uitgeschakelde zonnepanelen”, kopt de NOS zaterdag 11 december 2021. De behoefte aan elektriciteitstransport groeit sneller dan het elektriciteitsnet groeit, merken nu ook consumenten. 

Wat is er aan de hand met zonnedaken?

Inmiddels kent Nederland zo’n 1,5 miljoen daken met zonnepanelen. Vooral in het buitengebied en in oudere woonwijken loopt de uitrol van zonnepanelen voor op de noodzakelijke verzwaring van het elektriciteitsnet.

Voor een paar promille van de thuisproducenten van zonnestroom betekent dat dat de omvormer er op enkele zonnige dagen soms even uitvliegt. De NOS haalt een voorbeeld aan van een bewoner van het Noord-Groningse Eenrum, met 30 zonnepanelen op zijn dak. Afgelopen zomer schakelde zijn installatie 8 tot 10 keer af. De zonnepaneleneigenaar, de netbeheerder, Vereniging Eigen Huis presenteren dit afschakelen als een groot probleem. Is het dat ook?


Waarom schakelen zonnepanelen zichzelf uit?

Veiligheidsmechanisme

Normaalgesproken staat er 230 volt op het stopcontact, daar zijn alle elektrische apparaten thuis ook op ingericht.

Een afwijking van 10% omhoog of omlaag is nog acceptabel. Wijkt de spanning verder af dan kunnen apparaten uitvallen en/of schade oplopen. Als een wijk veel zonnedaken heeft en het elektriciteitsverbruik op zonnige dagen beperkt is, loopt de spanning op het lokale elektriciteitsnet op. Een omvormer voor zonnepanelen schakelt zichzelf af als de spanning oploopt tot 253 volt (230+10%). Dit dus om gevoelige apparatuur, waaronder de omvormer zelf, te beschermen.

De meeste omvormers blijven de spanning monitoren en pakken de stroomlevering weer op als de spanning tot veilig niveau gedaald is. Omvormers lossen ‘zelfgecreëerde’ spanningsproblemen dus automatisch en vrijwel ongemerkt ook zelf op.


Aanvulling 8.45: Er zijn omvormers op de markt waarbij het afschakelen niet slechts binair (aan/uit) gaat. Deze regelen het vermogen bij dreigende overspanning terug tot een niveau dat nog niet tot spanningsproblemen leidt. Zo blijft ook op erg zonnige dagen de maximale hoeveelheid zonnestroom te benutten. Bedankt voor de aanvulling!


Is uitval van zonnepanelen op zonnige dagen duur?

Zonnepanelen installeer je om duurzame stroom op te wekken, maar ook omdat eigen zonnestroom goedkoper is dan stroom afgenomen van het elektriciteitsnet. Als zonnepanelen uitvallen terwijl de zon goed schijnt, loop je inkomsten mis. Hoeveel hangt af van de omvang van de installatie en de duur van de pauze in opwek.

Een kwestie van maanden

Het zonnedak met 30 panelen uit het voorbeeld van de NOS is een vrij grote installatie voor een huishouden. De installatie heeft vermoedelijk een vermogen van 7 tot 9 kilowattpiek.

Als een storing 10 minuten duurt, loopt de bewoner een kleine kilowattuur (kWh) aan stroomopbrengst mis. Als de spanning op een zonnige middag liefst 3 uur problematisch is, gaat zo’n 25 kWh verloren. Bij een installatie van deze omvang is zonder storingen een jaaropbrengst van 8.000 kWh te verwachten. Als zo’n (vrij extreme) storing jaar op jaar 10 keer voorkomt, loopt de misgelopen opbrengst jaarlijks op tot 250 kWh. Jammer, maar 3% minderopbrengst is bepaald geen reden voor paniek.

Stel dat de installatie zich zonder storingen in 8 jaar terugverdient, dan komt daar door de spanningsproblemen 3 maanden extra terugverdientijd bij. Op een set zonnepanelen die ruim 25 jaar meegaat, is dat een financiële tegenvaller die de gemiddelde eigenaar van een woning met 30 zonnepanelen prima kan opvangen. Niet dat de gemiddelde thuisproducent spanningsproblematiek ervaart overigens. De NOS noemt 3,200 klachten, op liefst anderhalf miljoen zonnedaken.


Wat betekent het afschakelen van zonnepanelen qua CO2-uitstoot?

Als de spanning in wijken met veel zonnepanelen hoog oploopt, is dat omdat het lokale elektriciteitsverbruik kleiner is dan de opwek van de panelen. In theorie draait de hele wijk dus ook na het afschakelen van een of meer zonnedaken nog steeds volledig op zonnestroom. In dat opzicht maakt het uitschakelen qua duurzaamheid dus niets uit.

Vrijwel zeker echter draaien elders, verderop in het elektriciteitsnet, nog wel kolen- of gascentrales om netgebieden met een hoger verbruik en/of minder zonnepanelen te bedienen. Als de afgeschakelde zonnedaken zouden kunnen leveren aan die verbruikers, zou dat kolen- of aardgasverbruik schelen. De jaarlijks 250 kWh niet geproduceerde zonnestroom komt volgens die benadering neer op een goeie 100 kilo CO2-uitstoot, die met minder zuinig netbeheer vermeden had kunnen worden.

Een derde benadering is om aan te nemen dat de zonnepanelen over hun volledige levensduur in totaal 3% minder emissievrije elektriciteit opwekken. In plaats van ruwweg 20 gram CO2 per kWh komt de effectieve CO2-uitstoot per opgewekte kilowattuur zonnestroom dan neer op 21 gr CO2/kWh. Ten opzichte van 400 of 800 gr CO2/kWh voor respectievelijk een gas- of kolencentrale is er ook volgens die benadering betrekkelijk weinig aan de hand.


Vormt een thuisaccu een economische oplossing?

Eén Powerwall helpt niet genoeg

Het NOS-artikel oppert dat thuisbatterijen kunnen helpen. Die vangen in de middag de piekproductie op en leveren deze als de zon aan kracht verliest later op de dag weer terug.

De bekendste accu voor thuis is de Tesla Powerwall. Gegeven een beetje elektriciteitsverbruik thuis kan één Powerwall het resterende vermogen van 30 zonnepanelen waarschijnlijk net aan. Met een opslagcapaciteit van 13,5 kWh zit hij echter al binnen 2 uur vol op zonnige dagen. Duurt de spanningspiek langer, dan zullen de zonnepanelen alsnog afschakelen.

Uitgaande van 10x uitval per jaar zonder thuisaccu, zou de accu (hooguit) 10x per jaar volledig opgeladen en leeggetrokken worden. De rest van het jaar wist de verse zonnestroom ook zonder accu direct een verbruiker te vinden. Een accu 10x per jaar op- en ontladen is extreem weinig. De thuisaccu vergt een investering in dezelfde orde als de 30 zonnepanelen maar levert in dit scenario op jaarbasis maar 135 kWh opgeslagen zonnestroom terug, tegen ruwweg 8.000 voor de panelen.


Is een accu achter de voordeur een duurzame oplossing?

Ook al is een thuisaccu economisch niet rendabel, qua CO2-reductie zou hij alsnog zijn geld waard kunnen zijn. Net als de productie van zonnecellen, is ook de productie van accucellen echter knap energie- en CO2-intensief. De CO2-uitstoot in de productie kunnen zonnepanelen en accu’s alleen goedmaken tijdens de (emissievrije) gebruiksfase. Elke geleverde kilowattuur extra over de levensduur maakt zonnepanelen en accu’s duurzamer.

Als we zo’n 1.500 kilo CO2-uitstoot aannemen voor de productie van een Powerwall en uitgaan van een gebruiksduur van 10 jaar, komt de uitstoot in het scenario hierboven per teruggeleverde kilowattuur neer op zo’n 1.100 gr CO2/kWh. Meer dan voor een kolencentrale, en zo’n 50 keer meer dan de zonnestroom die de accu inging.

Hopen dat thuisaccu een dure hobby blijft

Je zou de accu ook kunnen gebruiken op dagen dat de zonnepanelen niet uitvallen, om het eigenverbruik te verhogen. In die rol heeft de thuisaccu vanuit CO2-reductie en ook voor de netbeheerder geen echte waarde.

Eigenverbruik is hobbywerk, maar wordt met het afschaffen van salderen misschien alsnog lucratief. Laten we hopen dat thuisaccu’s onrendabel blijven en dat de lobby van netbeheerders en verkopers voor subsidie mislukt. Een thuisaccu is geen oplossing voor het afschakelen van zonnepanelen, maar een probleem op zich zelf. Zowel economisch als qua duurzaamheid.


Wat kun je dan wel doen als je zonnepanelen uitvallen?

Er is geen echt probleem

Zowel financieel als qua duurzaamheid is de impact van het af en toe afschakelen van zonnepanelen zeer gering. Het probleem zoals beschreven door de NOS is op zijn best een ongemak. Geen echt probleem.

Een oplossing is dus niet nodig. Maar probleem of niet, volledig benutten van de maximale opbrengst van zonnepanelen is natuurlijk leuker dan 3% potentiele opbrengst laten lopen. Wat niets kost, en wel helpt, is elektriciteitsverbruik dat er toch al zat aan te komen plannen rond een zonnige middagpiek. Opladen van de auto, opwarmen van een warmtebuffer voor de douche, een brood bakken, stofzuigen of een wasje draaien als de zonnepanelen hun topproductie leveren. Het zal nog steeds niet genoeg zijn om 30 panelen aan het werk te houden, maar kan een spanning boven de 253 volt wellicht net voorkomen.

Als je dat gedoe niet wil en de 3% minderopbrengst accepteert dan is dat ook prima. Controleer wel af en toe of de omvormer de draad weer oppakt. Als de installatie ongemerkt dagen achtereen in storing blijft hangen, is dat natuurlijk wel zonde. Wat je tenslotte nog kunt doen, is vieren dat je zonnepanelen uitgevallen zijn. Dat betekent tenslotte dat:

  • je een woning én een mooie set zonnepanelen bezit;
  • veel van je buren net als jij ook volop duurzame stroom opwekken;
  • vele Nederlanders zonder zonnepanelen jouw salderingssubsidie betalen;
  • je nog niet in de verkooppraatjes van accuverkopers getrapt bent;
  • de omvormer werkt zoals bedoeld en je huis en spullen veilig houdt;
  • het een on-Nederlands zonnige dag is;

Voldoende redenen voor een feestje. En vier dan ook goed dat liefst 1,5 miljoen Nederlandse huishoudens al zonnepanelen hebben geplaatst. Vier dat dat, aangenomen dat alle 3.200 klachten individuele installaties betreffen, bij 99,8% van alle zonnedaken gewoon goed gaat. Elke dag dat enkele zonnepanelen uitvallen, is een dag om de voorruitgang te vieren.


Imagecredit: Ethan Robertson, via Unsplash Public Domain

Dit vind je misschien ook leuk...