Een voorbijtrekkend wolkje leidt dus al tot energieverlies. Er gloort echter (zon)licht aan de horizon, in de vorm van zonnepanelen die de rendementsdaling ten gevolge van schaduw flink verminderen.
Schaduwtolerante PV-modules zijn al in ontwikkeling. Zo introduceerde een Nederlands consortium, bestaande uit Eurotron BV, Heliox BV, Stafier Solar Systems en (onder leiding van) ECN, onlangs ‘Tessera’: een schaduwtolerante module. Hoe werkt dat? Om daar antwoord op te geven, moet eerst het effect van schaduw op zonnecellen belicht worden.
Het zit zo: wanneer schaduw op een bepaald gedeelte van een PV-paneel valt, boet niet alleen dat gedeelte in aan energieopwekking. Zonnecellen zijn namelijk aan elkaar ‘geschakeld’. Wanneer schaduw valt op één onderdeel van zo’n schakel, verliest de gehele schakel rendement. Een zogenoemde bypass diode zet dan de hele schakel uit, om de beschaduwde cellen te beschermen tegen verhitting bij verhoogde serieweerstand. Het kan vergeleken worden met een pijpleiding, waarbij de opgewekte zonne-energie het water is dat door de pijp stroomt. Schaduw blokkeert die stroom. En zolang de schaduw de stroom blokkeert, is de energieopwekking in de gehele schakel stukken lager.
Hoger rendement
“Wij hebben een paneel ontwikkeld, genaamd ‘Tessera’, dat op een andere, slimmere manier geschakeld is”, zegt Wouter van Strien, business developer bij ECN. “Op dit paneel worden beschaduwde delen uitgeschakeld, zodat de rest van de schakel wel optimaal energie kan blijven opwekken.” Het concept maakt gebruik van groepen van zestien back contact mini-cellen. Elke groep is uitgerust met een eigen bypass diode. Wanneer bepaalde zonnecellen last hebben van schaduw, kunnen deze door de andere zonnecellen, via de bypass diode, omzeild worden. Met een unieke back-contact technologie en een door Heliox ontwikkelde intelligente omvormer, worden de prestaties van het paneel verder geoptimaliseerd, ook in schaduwgevoelige omstandigheden. De Tessera-module heeft daardoor in schaduwrijke omgeving een hogere energie jaaropbrengst en dus een kortere terugverdientijd.
Daarnaast zijn de panelen niet veel duurder dan een normaal zonnepaneel. “Per vierkante meter zijn de Tessera zonnepanelen weliswaar iets duurder, maar de energieopbrengst is een stuk hoger. Wanneer je kijkt naar de kosten per energieopbrengst, zijn deze panelen wél goedkoper”, zegt Van Strien.
Getest
Het duurt nog even voordat de Tessera-panelen daadwerkelijk op de markt komen. Wel is de technologie inmiddels getest. Uit onderzoek bleek dat de panelen, bij verschillende vormen van schaduw, 1,1 tot 4,2 keer beter presteerden dan conventionele panelen. “We hebben inmiddels aangetoond dat deze technologie werkt. Nu zijn we in samenwerking met diverse partijen bezig om het op de markt te brengen”, aldus Van Strien. “Hoelang dat gaat duren? Dat hangt van veel factoren af. Maar binnen een paar jaar zijn deze panelen zeker te koop.”