Hogere efficiëntie van zonnepanelen kan koolstofuitstoot per kilowattuur verminderen

Zonne-energie speelt een sleutelrol bij het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, maar de productie van zonnepanelen vereist ook energie en grondstoffen. Siliciumverwerking, glasproductie, de productie van aluminium, enzovoort, dragen allemaal bij aan hun ecologische voetafdruk. Het groeiende aandeel van zonne-energie wereldwijd en de toenemende druk op bedrijven om hun ecologische voetafdruk te verkleinen, maken de milieu-impact van zonnepanelen belangrijker dan ooit.

Een hogere efficiëntie betekent dat zonnepanelen meer elektriciteit kunnen opwekken uit hetzelfde oppervlak. Het stelt fabrikanten ook in staat om minder materiaal te gebruiken om een bepaald vermogen te bereiken. Beide kunnen helpen de ecologische voetafdruk van zonne-elektriciteit te verkleinen, hoewel de energie en middelen die nodig zijn voor de productie van de panelen ook van belang zijn.

MilieudProductverklaringen onthullen de ecologische voetafdruk van zonnepanelen

MilieudProductverklaringen (EPD's) bieden onafhankelijk geverifieerde informatie over de milieu-impact van een product. Ze beoordelen de uitstoot die verband houdt met grondstoffen, productie, transport en afvalverwerking. Hierdoor kan de ecologische voetafdruk van zonnepanelen worden geëvalueerd met behulp van gestandaardiseerde methoden.  

Volgens de onafhankelijk geverifieerde EPD van LONGi veroorzaakt de productie van een back-contact module van 665 Wp ongeveer 214 kg CO₂e-uitstoot. Dit cijfer stijgt tot 236 kg CO₂e wanneer transport, afvalverwerking en andere levenscyclusfasen worden meegerekend. Productie en grondstoffen zijn dus goed voor ongeveer 90% van de totale ecologische voetafdruk van de module.

De EPD toont ook waar deze uitstoot vandaan komt. De productie van zonnecellen is goed voor 59,3% van de broeikasgasemissies tijdens de productiefase, gevolgd door glas met 15,8% en aluminium frames met 14,6%. De module weegt ongeveer 33,2 kg, waarvan glas bijna 81% van het gewicht uitmaakt. Zonnecellen wegen daarentegen minder dan 0,8 kg, maar zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van de productie-emissies.

Deze cijfers illustreren waarom zowel materiaalverbruik als de energie die nodig is voor de productie van individuele componenten ertoe doen bij het beoordelen van de milieuvoordelen van hogere module-efficiëntie.

Modules met hogere efficiëntie vereisen minder materiaal voor hetzelfde vermogen

Efficiëntie, uitgedrukt in procenten, beschrijft hoeveel van het zonlicht dat een zonnepaneel bereikt, wordt omgezet in elektriciteit. Wattage geeft aan hoeveel vermogen de module kan leveren onder standaard testomstandigheden. Hoe hoger de efficiëntie, hoe minder oppervlakte een module nodig heeft om een bepaalde stroomopbrengst te behalen.

Het verschil wordt duidelijk bij het vergelijken van twee modules met hetzelfde vermogen. Een module van 500 Wp met 20% efficiëntie heeft ongeveer 2,5 m² oppervlakte nodig om zijn nominale vermogen te leveren onder standaard testomstandigheden. Als de efficiëntie stijgt naar 25%, kan de module dezelfde 500 Wp leveren met slechts 2,0 m². Met andere woorden, fabrikanten kunnen hetzelfde vermogen bereiken met een module die 20% kleiner is. Dit is belangrijk omdat een kleinere module over het algemeen minder glas, aluminium en andere materialen nodig heeft.

Voor een grotere zonne-installatie met een capaciteit van 100 kWp telt dit verschil op. Aangezien beide typen modules 500 Wp leveren, heeft de installatie 200 modules nodig, ongeacht hun efficiëntie. Wat verandert, is het totale benodigde oppervlak. De modules met 20% efficiëntie zouden ongeveer 500 m² beslaan, terwijl de modules met 25% efficiëntie slechts 400 m² nodig hebben. Dit bespaart 100 m² module-oppervlak zonder de geïnstalleerde capaciteit te verminderen.

De reductie van 20% in module-oppervlak biedt ook mogelijkheden om materiaal te besparen tijdens de productie. Kleinere modules kunnen minder glas, aluminium en encapsulatiemateriaal vereisen, wat de productiekosten en de bijbehorende koolstofuitstoot kan verminderen. De daadwerkelijke besparingen zijn echter afhankelijk van de constructie van de module en de productievereisten van de zonnecellen.

Hogere elektriciteitsopwekking gedurende de levensduur kan de CO₂-uitstoot per kWh verminderen

Het milieuvoordeel van hogere efficiëntie hangt ook af van de elektriciteit die een module gedurende zijn levensduur opwekt. De ecologische voetafdruk per kilowattuur gedurende de levensduur van een module laat zien hoeveel CO₂ wordt uitgestoten voor elke kilowattuur elektriciteit die deze gedurende zijn levensduur produceert.

In juli 2025 heeft het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek (JRC) van de Europese Commissie een gemeenschappelijke methode voorgesteld voor het meten van de ecologische voetafdruk van zonnepanelen. De methode houdt rekening met de uitstoot tijdens de productie en andere fasen van het leven van een module, evenals de elektriciteit die deze in de loop van de tijd opwekt. Het JRC schat dat de ecologische voetafdruk van zonne-elektriciteit varieert tussen 10,8 en 44 g CO₂eq/kWh, afhankelijk van hoe de modules worden geproduceerd en hoeveel elektriciteit ze gedurende hun levensduur produceren.

Modules met een hogere efficiëntie kunnen meer elektriciteit opwekken uit hetzelfde oppervlak. Dit kan hun ecologische voetafdruk per kilowattuur verlagen, mits de extra elektriciteit eventuele extra emissies tijdens de productie compenseert.

Een eenvoudig illustratief voorbeeld toont het verschil. Twee zonnepanelen van hetzelfde formaat hebben elk een totale ecologische voetafdruk van 240 kg CO₂e gedurende hun levensduur. De eerste produceert 15.000 kWh elektriciteit gedurende zijn levensduur, wat resulteert in 16,0 g CO₂e per kWh. De tweede produceert 16.500 kWh, waardoor de ecologische voetafdruk daalt tot ongeveer 14,5 g CO₂e per kWh. De tweede module wekt 10% meer elektriciteit op gedurende zijn levensduur en heeft een ecologische voetafdruk per kilowattuur die ongeveer 9% lager is.

Levensduurprestaties beïnvloeden het CO₂-voordeel

Hoewel het een zeer goede indicator is, bepaalt de nominale efficiëntie van een module alleen niet hoeveel elektriciteit deze gedurende enkele decennia zal produceren. Zonnepaneeltechnologie, plaatselijk zonlicht, bedrijfstemperaturen en degradatie beïnvloeden allemaal de opbrengst gedurende de levensduur.

LONGi's back-contact technologie is ontworpen om de elektriciteitsopwekking onder verschillende bedrijfsomstandigheden te verbeteren. Door elektrische contacten aan de achterkant van de zonnecellen te plaatsen, elimineert het ontwerp metaalschaduwen aan de voorkant en laat het meer zonlicht het actieve celoppervlak bereiken. Bovendien ondersteunt de nieuwe 0BB (zero busbar) architectuur in alle HPBC 2.0 back-contact modules de efficiënte stroomafvoer verder.

Gedeeltelijke schaduw kan ook de elektriciteitsopwekking verminderen. LONGi's HPBC 2.0 modules gebruiken Shading Optimizer-technologie om stroomverliezen te beperken wanneer delen van een module worden beschaduwd. In vergelijkende tests door CPVT registreerde de Hi-MO X10 een stroomverlies van 10,2%, vergeleken met 36,5% voor de TOPCon-referentiemodule onder de geteste schaduwomstandigheden.

Een andere belangrijke factor is degradatie, wat beschrijft hoeveel de vermogensafgifte van een module geleidelijk afneemt naarmate deze ouder wordt. LONGi's back-contact modules die onder de EPD vallen, hebben een 30-jarige garantie op de stroomopbrengst. Deze specificeert een maximaal eerstejaarsverlies van 1% en een jaarlijkse degradatie van niet meer dan 0,35%. Na 30 jaar is het gegarandeerde resterende vermogen 88,85% van de oorspronkelijke specificatie.

Samen kunnen deze kenmerken helpen om gedurende de levensduur van de module een hoge elektriciteitsopwekking te handhaven. Ze ondersteunen ook de milieuprestaties, omdat een hogere elektriciteitsopbrengst gedurende de levensduur de ecologische voetafdruk per kilowattuur kan verlagen.

De milieuprestaties van zonnepanelen worden steeds belangrijker naarmate zonne-energie wereldwijd uitbreidt. Een hogere efficiëntie kan fabrikanten helpen om middelen effectiever te gebruiken en de koolstofbalans van zonne-elektriciteit te verbeteren. De voortdurende ontwikkeling van LONGi op het gebied van back-contact technologie toont de rol die module-innovatie kan spelen bij het verminderen van de milieu-impact van zonne-energie gedurende zijn levensduur.