Zonnesimulatorfabrikant Eternal Sun uit Delft ontwikkelde een techniek waarbij zonnepanelen op korte afstand met hoge nauwkeurigheid kunnen worden getest. Inmiddels worden de compacte zonnesimulatoren naar alle hoeken van de wereld verscheept.

Door Tijdo van der Zee

De demonstratiesimulator staat opgesteld in een hoekje van het pv-lab van de Technische Universiteit Delft. Het apparaat meet ongeveer twee bij drie meter, daarnaast staat een meetinstallatie die is gekoppeld aan de computer. Na iedere test verschijnt er op het scherm een IV-curve, die de kwaliteit van het pv-paneel toont. In wezen is het apparaat niet meer dan een lichtbak, waarbij de lampen zo goed mogelijk het spectrum van zonlicht nabootsen.

Het heeft wel wat weg van een zonnebank, inclusief zoemende ventilatoren die de warmte wegblazen, al zijn het lichtspectrum en de nauwkeurigheid niet echt met elkaar te vergelijken.Om een paneel te testen, leg je het op een karretje en rolt het onder de lichtbank, die schijnt met 1000 W per vierkante meter bij een temperatuur van 25 graden. Een meting duurt ongeveer een halve seconde. Dat is genoeg om te weten of het paneel doet wat de fabrikant beweert.

Steady state

De technologie die hier gebruikt wordt heet steady state. Dat houdt in dat er langer belicht wordt dan in de meer gangbare flash-testen, waar een test doorgaans tussen de 10 ms en 50 ms duurt.

Volgens Eternal Sun kunnen deze flash-testen een vertekening geven.Sommige typen pv-panelen hebben namelijk een responstijd die langer is dan de flits: het duurt even voor het paneel op maximumcapaciteit produceert. Dat heeft onder meer te maken met chemische eigenschappen en de elektronica van panelen.

Ook de zogenoemde organische pv-panelen, waar onderzoekscentrum ECN momenteel volop onderzoek naar doet hebben steady state belichting nodig.Een ander voordeel van de Delftse techniek is de omvang: het apparaat kan in een kleine kamer worden neergezet en ook het vervoeren ervan is niet moeilijk. Bij flash-technieken zitten tussen de lichtbron en het paneel al snel acht meter. Eternal Sun heeft genoeg aan veertig centimeter.

Dat heeft te maken met het goed simuleren van zonlicht, legt Eternal Sun-manager Robert Jan van Vugt uit.“De pv-panelen moeten over het hele oppervlak egaal beschenen worden. Bij flash worden er enkele lichtbronnen gebruikt, dus daarom is een grote afstand nodig om die uniformiteit te bereiken. Wij gebruiken een grid van lampen, die allemaal individueel regelbaar zijn, waardoor we van dichtbij een uniforme lichtintensiteit kunnen bereiken.”

Over wat er precies in de lichtbak aan technologie hangt, doet Van Vugt een beetje geheimzinnig en foto’s maken is er dan ook niet bij. “Dat is allemaal patent pending.” Wereldwijd zijn er volgens Van Vugt niet meer dan vijf fabrikanten in staat om een nauwkeurige (klasse AAA) steady state simulator te maken. “Potentiële klanten die weten wat ze willen, komen dus al snel bij ons uit”, aldus Van Vugt. Het is niet zo dat de simulator meteen aangeschaft hoeft te worden; Eternal Sun biedt ook een testservice. “Dat is al interessant bij een klein project”, stelt Van Vugt.

Presenting within an hour @EternalSunNL: the next wave of innovation from the Netherlands at #CFSF14 at the Fairmont San Francisco

— Chokri Mousaoui (@ChokriMousaoui) March 13, 2014

Second opinion

“Elk paneel dat nu een fabriek verlaat, wordt daar ook getest en het maximaal vermogen bepaalt direct de verkoopprijs. Maar ja, het blijft wel de slager die zijn eigen vlees keurt. We weten bijvoorbeeld ook dat een auto nooit het verbruik haalt dat de fabrikant beweert. Zo zit het ook een beetje met zonnepanelen. Wij pleiten voor een second opinion.” Een container met pv-panelen die uit China komt kan bijvoorbeeld even snel gescand worden op kwaliteit.

“Haal er twee of drie uit en test die”, zegt Van Vugt. “Je koopt een container waarvan je denkt dat er 600 250 wattpiek (Wp) panelen in zitten, maar zelfs als de panelen maar één procent negatief afwijken, dan koop je 600 keer 247 watt. Je kan met de fabrikant afspreken dat je bij een bepaalde afwijking minder betaalt en als die afwijking nog groter is, kan je de container zelfs terugsturen. Op die manier kan je de testkosten terugverdienen.”

De simulator is vooral interessant voor grote zonnesystemen van pak-hem-beet 1 MW. Van Vugt: “Als je een project van 1 MW hebt, maar het presteert 3 procent minder, dan heb je dus ook 3 procent minder inkomsten en dat kan je business case breken.” Maar in principe kunnen ook kleinere installateurs met de simulator werken, meent Van Vugt. “Onze testservice biedt een manier om je te onderscheiden van de massa. Je bent je dan alleen wel aan het onderscheiden op kwaliteit en niet op prijs.” Het testen van één pv-paneel kost bij Eternal Sun 270 euro. Bij volgende panelen daalt die prijs snel.

Samenwerking

Onlangs ging Eternal Sun een samenwerking aan met een aantal partijen waaronder ECN en TNO. Die samenwerking zou kunnen leiden tot een simulator in een klimaatkamer, waardoor het bedrijf zelfs de concurrentie aan zou kunnen gaan met het vermaarde TÜV in Duitsland. Van Vugt: “Van zulke installaties zal je er natuurlijk geen duizenden verkopen. En al helemaal niet in Nederland alleen. Je moet dan echt Europees of wereldwijd gaan denken.”

Over TÜV gesproken, doet Eternal Sun niet dunnetjes over wat TÜV al gedaan heeft? Nee, zo moet je dat niet zien, meent Van Vugt. “TÜV test een paar panelen van een nieuw model, en doet dat erg grondig, maar hangt daar ook wel stevig prijskaartje aan. Dan zeggen ze: ‘Dit is een goed paneel.’ Maar wat zegt dat predicaat over een paneel dat een jaar later van dezelfde band afrolt? Je kan allerlei wijzigingen doorvoeren in je productieproces en toch het TÜV-label blijven voeren. Wij stellen dus voor om continu een steekproef te nemen uit de panelen die regelrecht uit de fabriek komen.”

Wat kan Van Vugt nu, na een paar jaar testen, over het algemeen zeggen over de kwaliteit van pv-panelen? “Bij goede panelen zijn de onderlinge verschillen ook relatief klein. Slecht presterende panelen hebben ook onderling grotere afwijkingen. Dat zit onder andere in de kwaliteit van de cellen die op het paneel gemonteerd zijn. Goede fabrikanten testen alle afzonderlijke cellen goed en gebruiken alleen cellen die onderling weinig afwijken, waardoor de panelen veel constanter presteren. Als er in één string namelijk één slechte cel zit, presteert meteen de hele string slechter.”

—