Achtergrond
Er ontstaan op de verschillende PV topics regelmatig discussies over in-dak systemen. Vaak "ontaarden" deze discussies in voors en tegens van in-dak versus op-dak. Meestal worden de opties voor in-dak systemen slechts oppervlakkig besproken. Het valt dan meestal op dat de meeste tweakers niet zo dol lijken op in-dak PV systemen. Dit topic heeft als doel om de verschillende opties en voor en nadelen van verschillende in-dak systemen in meer detail te bespreken.Meestal worden deze systemen gezien als een vorm van 'Building Integrated PhotoVoltaics', ofwel 'BIPV' (deze term omvat echter meer dan alleen in-dak systemen).
:fill(white):strip_exif()/f/image/efXkuMKcPKCnLCIvTEfM6FsF.png?f=user_large)
Er zijn natuurlijk redenen voor gereserveerde houding t.a.v. in-dak systemen door veel Tweakers:
- In-dak PV systemen kennen een relatief hoger risico op brand
- Het rendement van in-dak PV systemen is vaak lager
- De kosten van een in-dak PV systeem zijn bijna altijd hoger dan die van een op-dak systeem
Allereerst kan een in-dak PV systeem natuurlijk bijdragen aan de esthetiek van een woning, zeker voor woningen "onder architectuur ontworpen" is dat soms een "must". (niet zozeer vanuit regelgeving, maar meer t.a.v. uitstraling van de woning).
Nu wil het geval dat we ook bezig met het ontwerp van een nieuwe woning, daar moet natuurlijk ook PV gerealiseerd worden. Voor de te ontwerpen woning stelt de gemeente in dit geval ook 'beeldkwaliteits eisen' waarbij expliciet aandacht wordt gevraagd voor het PV-systeem. In de wijk liggen de panelen tot op heden uit het zicht op platte daken, of (laag) in een zonneweide (bij de grotere dubbele kavels), of inderdaad in-dak voor de woningen met een kap en een kleinere (enkele) kavel. Aangezien wij ook een kleinere/enkele kavel hebben aangekocht en een woning met kap willen bouwen zullen we dus waarschijnlijk ook een in-dak systeem gaan realiseren (al is dat geen verplichting).
Aan de ene kant is dit topic dus aangemaakt voor een specifieke situatie, aan de andere kant zal veel van de discussie en bevindingen algemeen bruikbaar zijn en ik hoop van dit topic een soort van "groot in-dak PV topic" kan uitgroeien (aan de andere kant begrijp ik dat slechts 1% van de PV systemen een in-dak systeem betreft, dus wellicht zijn die ambities wat te hoog gegrepen, we gaan het zien...). In ieder geval kunnen "andersdenkenden" (b.v. met voorkeur voor indak PV systemen met micro inverters) hier een veilig onderdak vinden
Gezien de beperktere doelgroep en het feit dat veel van de overwegingen algemeen bruikbaar zijn verwacht ik dat het niet nodig is om voor specifieke situaties m.b.t. een in-dak systeem een eigen topic aan te maken. Zo kunnen we alle kennis en ervaringen op één plaats bundelen.
Deze topic start is een eerste aanzet, feedback is welkom
Typen in-dak systemen
Op zich zijn er natuurlijk de nodige off-the-shelf in-dak systemen verkrijgbaar, maar de teneur onder de tweakers lijkt te zijn dat deze in-dak systemen om verschillende redenen niet 'voldoen'. Dit topic heeft als doel om kennis en ervaringen met in-dak PV systemen te delen zodat een ieder die een in-dak systeem overweegt of gaat aanleggen een goed doordachte beslissing kan nemen. Het idee is dat we zo de verschillende opties voor in-dak systemen op een rijtje krijgen, en de voor en nadelen van de beschikbare systemen voor een ieder helder krijgen. Deze paragraaf kan dan ook verschillende subparagrafen krijgen.Het lijkt me handig om te starten met een lijst van bekende in-dak systemen (in NL en B):
- GSE indak systeem
- Slimfix Renotwin
- Slimfix (XT) Solar
- RC Panels
- Robisol
- Clearline Fusion - Viridian Solar, en een video voor de DHZ-er
Voor en nadelen van in-dak systemen
Hieronder worden de meest genoemde voor en nadelen van in-dak systemen genoemd.Brandrisico
Dat in-dak systemen daadwerkelijk een hoger risico hebben op brand blijkt uit een onderzoek van ECN/TNO in samenwerking met het RVO.Hoewel het aantal branden bij in-dak systemen ook weer niet zo groot is als soms verondersteld wordt (beweringen dat 80-90% van de PV-branden in-dak systemen betreft zijn onjuist), is wel duidelijk dat het aandeel van in-dak branden zeker zo'n 10x groter is dan op basis van het marktaandeel (van slechts ca. 1%) mag worden verwacht.
Wat betreft de oorzaak van branden worden met name ondeugdelijke verbindingen van DC connectoren als hoofd-oorzaak aangewezen door experts (80-99%). Deze kunnen dan leiden tot vlambogen of sterke plaatselijke verhitting met brand als gevolg.Onderliggend wordt dan vaak de deskundigheid en vaardigheid van de installateur als oorzaak aangewezen (onjuiste montage van connectoren, gebruik van verschillende connectoren, etc.). In een expert artikel van Solar Bouwmarkt wordt dit nog wat verder gemotiveerd en worden enkele concrete voorbeelden getoond hoe gemakkelijk een vlamboog kan ontstaan. Ook deze wat oppervlakkige video van RTL nieuws wijst met name op het risico van vlambogen bij DC bekabeling met hoge spanningen / stromen.
Andere genoemde oorzaken zijn ondermeer overbelasting door defecte bypass diodes in de junction-boxes, dit kan met name gebeuren als een bypass diode defect is geraakt, bijvoorbeeld als gevolg van bliksem en de junction-box zijn warmte niet goed kan afgeven. (ik neem aan dat dit risico met name bij langere strings relevant is, vanwege de hogere stromen kunnen de junction boxes eerder oververhit raken?).
Op zich zullen bovengenoemde risico's voor kunnen komen bij alle typen PV installaties (in-dak. op-dak, plat dak en in het veld), het belangrijkste verschil is dat bij in-dak systemen de verhitte punten / vlambogen zich vaak dichter bij brandbaar materiaal bevinden (zoals panlatten, tengels of folie), waar bij een op-dak systeem de pannen vaak een brandwerende laag vormen, is daar bij een in-dak systeem vaak geen sprake van. Wat dit risico betreft zal dus ook bij plat-dak systemen gelet moeten worden op de afstand tussen DC bekabeling en connectoren en het mogelijk brandbare dakmateriaal.
Bij deze in-dak systemen is het vaak mogelijk dat de DC kabels van de PV installatie in de buurt komen van de brandbare delen van de dakconstructie: Bijvoorbeeld bij het gebruik van een systeem waarbij de kabels (bij minder zorgvuldige plaatsing) in de buurt van panlatten en tengels kunnen komen. Een brandgevaarlijke situatie kan typisch ontstaan als er een zwakke verbinding is gemaakt tussen 2 panelen in een string of tussen de omvormer en de panelen (bijvoorbeeld door het gebruik van verschillende merken/typen MC4 connectoren of onjuist gemonteerde connectoren). Door de hoge stromen kan er dan een zogenaamde vlamboog ontstaan.
Als één van de brandbare materialen wordt soms ook het kunststof folie aan de achterkant van de meeste zonnepanelen genoemd. Wat dat betreft zou het gebruik van glas-glas panelen ook het risico op brand kunnen verminderen.
Verder blijkt dat zelden 1 enkele onvolkomenheid leidt tot brand, meestal is er sprake van een serie van problemen in de installatie welke daadwerkelijk tot brand kunnen leiden.
Voorkomen van brandgevaar
Er zijn behoorlijk wat maatregelen te nemen om het risico op brand sterk te verminderen:- Zorg voor een deugdelijke montage van alle bekabeling (AC en DC)
- -Niet in de buurt van brandbare materialen -Gebruik dezelfde merken en typen connectoren -Zorg voor voldoende bescherming van de bekabeling (denk ook aan vraat door knaagdieren)
- zorg er voor dat de spanningen en stromen niet zo hoog worden dat er vlambogen of hoge temperaturen kunnen ontstaan. (DC: Micro omvormers, vlamboogdetectie, AC: verdeel bij hogere vermogens de opbrengst over meerdere fasen). Zie ook dit artikel over de uitleg van vlambogen bij DC spanning.
- zorg er voor dat zowel de AC als de DC-bekabeling niet in contact kan komen met brandbaar materiaal op het dak of bij het traject naar de omvormer
- Gebruik glas-glas panelen in plaats van glas-folie panelen
Door bovenstaande maatregelen toe te passen zal het risico op brand aanzienlijk gereduceerd worden. Deze maatregelen zijn natuurlijk niet specifiek voor in-dak systemen maar kunnen ook helpen om andere systemen meer brandveilig te maken.
Efficientie van in-dak systemen
Een ander nadeel van in-dak systemen is dat er meestal minder luchtcirculatie / ventilatie mogelijk is rondom de zonnepanelen waardoor de panelen warmer worden en daardoor minder efficient werken. Dit effect komt tot uitdrukking in de zogenaamde temperatuur-coëfficiënt: per graad celcius temperatuurstijging zal de opbrengst zo'n 0,4 tot 0,5 % dalen.Om dit effect tegen te gaan is het gewenst om te zorgen voor een goede lucht circulatie onder de panelen (of eventueel een andere / extra vorm van koeling). Er zijn intussen oplossingen welke de ventilatie onder in-dak panelen kunnen bevorderen zoals het toepassen van:
- hogere of dubbele tengels
- ventilerende panlatten
- dubbel vogelschroot of vogelmuisschroot (is feitelijk hetzelfde)
Kosten van in-dak systemen
Vrijwel altijd zijn in-dak systemen (aanmerkelijk) duurder dan op-dak systemen. Dat is zeker het geval bij bestaande bouw: daar is voor een op-dak systeem slechts een relatief eenvoudig systeem nodig met enkele aluminimum rail elementen en bevestigings beugels. Voor een in-dak moeten de dakpannen (of andere dakbedekking) meestal verwijderd worden (en soms later deels weer (verhoogd) worden teruggeplaatst rondom de panelen). Ook moet de constructie onder de panelen waterdicht worden gemaakt.Bij nieuwbouw kan bij toepassing van een in-dak systeem weliswaar worden bespaard op dakpannen (of andere dakbedekking), er moet echter extra aandacht worden besteed aan het waterdicht maken van de constructie. Hiervoor zijn verschillende systemen beschikbaar. Zowel fabrikant specifieke systemen als ook systemen waarbij gebruik wordt gemaakt van standaard elementen zoals damwand profielen. In het algemeen zijn deze systemen nog steeds duurder dan het plaatsen van een traditioneel dak.
Bij in-dak ("geintegreerde") systemen kan het ook zijn dat de BTW aftrek beperkt is als de panelen deel uitmaken van de dak constructie (bijvoorbeeld als ze onderdeel zijn van het waterdicht maken van het dak). Voor deze panelen krijgt u minder btw terug: u mag dan maar 1/3e van de btw terugvragen. Het forfait is dan wel weer enkele tientjes lager dan bij op-dak panelen. Voor meer informatie zie de site van de balastingdienst.
Hier wil ik graag nog concrete informatie opnemen met voorbeelden van de kosten van dergelijke in-dak systemen.
Constructie van in-dak systemen
De constructies van de in-dak systemen van gespecialiseerde fabrikanten staan meest beschreven op de websites van de fabrikanten (waarvan er hierboven een aantal zijn genoemd. Vaak hebben deze systemen een aantal van de hierboven genoemde nadelen.Naast de in-dak systemen van deze gespecialiseerde fabrikanten zijn er ook nog andere mogelijkheden waarbij een aantal van de genoemde nadelen kunnen worden voorkomen.
Een constructie welke hier op Tweakers vaker wordt genoemd is het gebruik maken van "damwand profielen" op het dak, hiermee kan een waterdichte laag worden gerealiseerd welke tevens onbrandbaar is (en eventuele brandbare materialen daaronder kan beschermen). Op deze damwand profielen kan dan een montage systeem voor zonnepanelen worden gemonteerd waarop de zonnepanelen worden geplaatst. Om de zonnepanelen heen kunnen eventueel dakpannen worden gemonteerd om het geheel meer een "dak uitstraling" te geven. Een voorbeeld is te vinden in deze Youtube video. Het betreft hier een bestaand dak, maar bij een nieuw dak zou het gehele dak van damwand profiel kunnen worden voorzien.
De voordelen van deze constructie zijn:
- Onbrandbaar materiaal direct onder de zonnepanelen
- Betere luchtcirculatie onder de panelen
- BTW op de zonnepanelen installatie is voor 100% terug te vorderen
- Bij nieuwbouw bespaar je op de dakpannen (al heb je natuurlijk extra kosten van de damwand profielen
- Indien de panelen vast worden gezet op het montage systeem kunnen er spanningen ontstaan op de zonnepanelen als gevolg van het uitzetten en krimpen dan de damwand profielen (dit probleem zal zich niet of minder voordoen bij het systeem zoals gebruikt in de video)
- het uitzetten, krimpen, en "zetten" van de damwandprofielen kan "knal geluiden" veroorzaken?
[ Voor 135% gewijzigd door Batilan op 14-01-2024 20:45 . Reden: Extra info over gebruik damwand profielen ]