Dakbegroeiing verhoogt opbrengst van zonne-energie | 06-juni-2014 |

ZinCo proefopstelling levert het bewijs.

Inmiddels is het algemeen bekend, dat de combinatie van dakbegroeiing en zonne-energie tal van voordelen met zich meebrengt: zo dient het gewicht van de begroeiing als statische ballast voor de verankering van zonnepanelen.

 
Deze methode zorgt voor een vlakke verdeling van het gewicht en voorkomt puntbelasting, zoals bij verankering door betonnen elementen zou ontstaan. Voor betonnen elementen zou het eveneens een stuk ingewikkelder zijn om deze op het dak te verplaatsen, terwijl het daktuinsubstraat eenvoudig op het dak kan worden geblazen.

 
Daarnaast is er een zekere toename van het rendement door de, voorheen niet kwantificeerbare, koelende werking van dakbegroeiing. ZinCo heeft dit onderzocht en door een drie jaar durende proefopstelling de koelende werking ook met cijfers kunnen aantonen.

Invloed van temperatuur

Zonnepanelen zijn elektrische componenten, waarbij het vermogen bij een toenemende temperatuur daalt, aangezien de elektrische weerstand toeneemt. Volgens gegevens van de fabrikant is bij een celtemperatuur van 25°C en een luchtmassa 1,5 het standaard vermogen van een zonnepaneel 1000 W/m² en wordt het maximaal vermogen (piekvermogen) in Wattpiek (Wp) aangegeven. Deze internationaal gebruikte testmethode wordt ook wel standaard-test-conditie (STC) genoemd en komt overeen met de klimatologisch omstandigheden op een zonnige voorzomerdag in Duitsland. De zogenaamde temperatuurcoëfficiënt geeft hierin aan hoe het rendement verandert per afwijking in Kelvin ten opzicht van de standaard test temperatuur van 25°C. Deze coëfficiënt is productafhankelijk en ligt in de orde van grootte van ca. 0,5 %/K.

 
Dit houdt bijvoorbeeld in: dat een tot 65°C opgewarmde zonnepaneel, met een maximaal vermogen van 200 Wp, bij deze temperatuur 0,5 %/K x 40 K = 20 % minder vermogen oplevert. Hierdoor is slechts 200 - 20 % = 160 W stroom opgewekt. De belangrijkste vraag voor ZinCo hierin was: Wat zijn in de praktijk deze temperatuurverschillen, oftewel, hoe groot is de koelende werking van de dakbegroeiing?

De proefopstelling

Om deze vraag te beantwoorden heeft ZinCo een eigen meetsysteem op een onderzoeksdak ingebouwd en zo, over een periode van 3 jaar, meetwaarden bepaald. Deze proefopstelling bestaat uit drie aan elkaar gelijke zonnepanelen, aangebracht op dezelfde plaats en met dezelfde richting en hellingshoek: zonnepaneel 1 en 2 bevinden zich op een bitumen afdichting (op een laag en hoog montageframe). Zonnepaneel 3 bevindt zich daarentegen op een extensieve dakbegroeiing, gemonteerd op een hoog montageframe.

 
In totaal 27 sensoren meten continu o.a. de celtemperatuur aan de onderkant van het zonnepaneel. Een weerstation meet daarnaast op dezelfde hoogte de luchttemperatuur, windsnelheid en zonnestraling.

 
Op basis van deze gegevens kunnen de temperatuurverschillen, in de onderzochte periode, per aantal uren, dagen, maanden of jaren worden vastgesteld.

Mate van koelende werking

In het algemeen werd waargenomen, dat de temperatuur van zonnepaneel 3 boven de dakbegroeiing het dichtst bij de gemeten luchttemperatuur bleef,  terwijl de zonnepanelen boven de bitumen afdichting duidelijk warmer werden.
Om de koelende werking door de dakbegroeiing in cijfers uit te drukken, werden de meetwaarden van het jaar 2010 gebruikt. Hieruit kwam een verschil van gemiddeld 8 K tussen de temperatuur van zonnepaneel 3 en de temperatuur van zonnepaneel 1 en 2. Dit houdt in: dat bij een temperatuurcoëfficiënt van 0,5 %/K het zonnepaneel boven de dakbegroeiing een hoger rendement oplevert van 0,5 %/K x 8 K = 4 % ten opzichte van zonnepanelen boven de bitumen afdichting.

Groen betaalt zich uit!

Afhankelijk van de het aantal zonnepanelen zorgt deze rendementsverhoging voor een aanzienlijke financiële bijdrage.
Bij het aantal zonnepanelen, zoals toegepast op het InCenter in Landsberg am Lech, ziet de berekening er als volgt uit: wanneer er geen dakbegroeiing zou zijn toegepast, zou niet de daadwerkelijke 800.000 kWh aan stroom zijn geproduceerd, maar 4 % minder, wat overeenkomt met 32.000 kWh. Op basis van de in het jaar 2008 geldende terugleververgoeding zouden de investeerders elk jaar een bedrag 32.000 kWh x 0,4390 Euro/kWh = 14.073, 60 euro zijn misgelopen.
Bij zonnepanelen met een vermogen van in totaal 14.000 kWh, zoals toegepast bij Fair Energie GmbH levert het elk jaar een meeropbrengst op van 560 kWh x 0,4675 Euro/kWh = 261,80 euro, door de aanwezige dakbegroeiing.

 
Dankzij de metingen van ZinCo is het nu voor het eerst mogelijk om de koelende werking van dakbegroeiing, zoals eerder aangegeven een jaargemiddelde van 8 K, in cijfers uit te drukken en tevens hieraan een rendementsverhoging van ongeveer 4 % te koppelen. Deze cijfers tonen het dus aan: Groen betaalt zich uit!