Zonnepanelen: nu doen of wachten?

De productie van zonne-energie is in 2017 met maar liefst 34% gestegen. Zo'n 13% van de totale hoeveelheid stroom uit duurzame bronnen is nu afkomstig van de zon. Steeds meer huishoudens maken gebruik van zonnepanelen en dat heeft bijgedragen aan deze stijging.

Zonnepanelen zijn fors goedkoper

Er is al vanaf 2012 sprake van een explosieve groei van de installatie van zonnepanelen. In 2016 hadden naar schatting 500.000 woningen ze en naar verwachting is dit aantal met 100.000 toegenomen in 2017. Die enorme groei is aan een aantal factoren te danken, zegt Mariken Stolk van voorlichtingsorganisatie Milieu Centraal. "De subsidieregelingen hebben de aanschaf van zonnepanelen een push gegeven, maar ook na afschaffing van de subsidie zette de stijging door. Dat komt onder andere omdat de prijzen de afgelopen vijf jaar met een kwart zijn gedaald, waarmee investeren in zonnepanelen veel gunstiger werd. De zichtbaarheid speelt ook een rol: je ziet het van de buurman en gaat er dan zelf over nadenken. Ook vinden steeds meer mensen het prettig om zelf hun energie te kunnen opwekken."

De zon: onze grootste primaire energiebron

Het idee om gebruik te maken van de zon als energiebron is een logische, vindt prof. dr. ing. Miro Zeman, hoofd van de Electrical Sustainable Energy afdeling en de Photovoltaic Materials and Devices groep bij TU Delft. "De zon is de grootste primaire energiebron op aarde. In twee uur tijd valt net zoveel energie van de zon op de aarde als wij wereldwijd op aarde verbruiken in één jaar. Als we alleen al een klein deel van die energie zouden weten te benutten, dan hebben we het energieprobleem al opgelost!" Naast de ruime beschikbaarheid heeft zonne-energie nog meer voordelen, zegt Zeman. "Het draagt bij aan de circulaire economie: stroom uit zonne-energie is immers onuitputtelijk en hernieuwbaar. Dit in tegenstelling tot stroom die we opwekken met behulp van fossiele brandstoffen." Ook Vattenfall, het moederbedrijf van Nuon, ziet de voordelen van zon. De onderneming investeert de komende twee jaar 100 miljoen euro in de zonne-energieproductie, onder meer door zon te combineren met bestaande energielocaties.

Huidige zonnepanelen zijn toekomstbestendig

Zeman doet samen met zijn groep onderzoek naar zonnecellen. Elektriciteit wordt namelijk opgewekt uit zonne-energie door middel van zonnecellen. In een zonnepaneel of fotovoltaïsch (PV) paneel is een groot aantal zonnecellen gemonteerd die samen ervoor zorgen dat zonlicht wordt omgezet in elektriciteit. Op dit moment is het rendement van de meeste, gebruikte, commerciële zonnecellen rond 20%: van alle energie van zonlicht dat op de zonnecel valt, wordt 20% omgezet in elektriciteit. Bij de TU Delft doet men onderzoek naar methoden om dat rendement nog te verhogen. Zeman: "We kijken naar nieuwe materialen en naar verbeteringen in lichtopsluitende technieken binnen de zonnecel, waardoor er meer licht kan worden omgezet in elektrische energie."

Zonnecellen worden in 90% van de gevallen gemaakt van kristallijn silicium. De grondstoffen zijn goed verkrijgbaar en goedkoop, waardoor grootschalige productie mogelijk is. Hoewel de rendementen of de prijs van zonnecellen van andere halfgeleidende materialen soms beter zijn dan die van silicium, worden deze niet op grote schaal toegepast. Zeman:“Vaak zijn ze niet goed schaalbaar vanwege de kosten van de materialen of zijn ze niet stabiel genoeg: zonnepanelen moeten immers zonder problemen 25-30 jaar energie blijven opwekken. Daarom verwacht ik dat silicium ook de komende jaren de beste basis zal bieden voor zonnecellen.”

Nieuwe materialen testen in de Nuna zonne-auto

De zoektocht naar nieuwe materialen en nieuwe technieken gaat natuurlijk wel door. Om ze in de praktijk te testen, maakt TU Delft onder andere gebruik van de Nuna zonneauto's, die in samenwerking met Nuon worden ontwikkeld. Met resultaat: het Nuon Solar team werd vorig jaar voor de zevende maal wereldkampioen zonneracen. Zeman: "Hoe hoger het rendement van de zonnecellen, des te minder oppervlak hebben we nodig en des te kleiner en lichter de auto. In de Nuna 9 hebben we daarom zonnecellen gebaseerd op galliumarsenide halfgeleiders toegepast. Dit zijn breedspectrumzonnecellen die optimaal gebruikmaken van alle kleuren zonlicht. Door deze en andere optimalisatietechnieken toe te passen, kunnen we nu al zonnecellen maken die onder geconcentreerd licht een rendement van 46% bereiken. Ter vergelijking: een energiecentrale die gebruikmaakt van fossiele brandstoffen heeft een rendement van 30-40%." Deze hoge rendementszonnecellen hebben één belangrijk nadeel: ze zijn heel erg duur om te produceren. Daarom zijn zij volgens Zeman nu alleen voor een klein aantal toepassingen geschikt, zoals de ruimtevaart.

Nog geen zonnepanelen? Stap in!

Zonnepanelen van galliumarsenide zullen we dus voorlopig niet op Nederlandse daken aantreffen. Zonnepanelen van silicium zijn wel heel populair bij huiseigenaren. Dat is logisch, vindt Stolk van Milieu Centraal: "De prijzen van panelen zullen nog iets dalen, maar niet zo spectaculair als eerst. De prijsdaling heeft overigens geen consequenties gehad voor de kwaliteit van de zonnepanelen: die is gewoon goed. Ook levert investeren in zonnepanelen nu meer rendement op dan geld op een spaarrekening: gemiddeld 6%. We weten dat de salderingsregeling vanaf 2020 zal veranderen. Nu lever je overtollige stroom die je opwekt terug aan het net tegen het consumententarief. Hoe de regeling straks wordt, is nog onduidelijk. De overheid heeft echter toegezegd dat er een soortgelijke regeling komt die de aanschaf van zonnepanelen aantrekkelijk houdt."

De toekomst ziet er volgens Stolk dan ook goed uit voor zonne-energie en zonnepanelen: "Je woning goed isoleren en overstappen op duurzame warmtebronnen levert de meeste CO₂ winst op. Maar zonnepanelen zijn een belangrijke aanvulling hierop. Een mooi bijeffect is dat mensen met zonnepanelen ineens veel bewuster worden van hun stroomverbruik. Ze willen zo goed mogelijk omgaan met de stroom die ze zelf opwekken. Kortom: als het kan, plaats ze nu!"