Zonnepanelen condensatie: vocht onder het glas

Wat is het?

Condensatie onder het glas van een zonnepaneel zie je als kleine waterdruppeltjes of een mistige waas aan de binnenkant. Het paneel lijkt van buiten vochtig, maar het water zit ingesloten tussen de glasplaat en de zonnecellen.

Dit is een fysiek verschijnsel dat optreedt wanneer warme, vochtige lucht in aanraking komt met een koud oppervlak. Bij zonnepanelen ontstaat dit vaak in de vroege ochtend of op vochtige dagen. Het paneel koelt 's nachts af, terwijl de lucht eromheen warmer en vochtiger kan zijn.

Wanneer deze lucht het koude glasoppervlak raakt, daalt de temperatuur van de lucht onder het dauwpunt.

Het overtollige vocht condenseert dan op de koudste plek: de binnenkant van het glas. Je hoeft niet direct in paniek te raken van een beetje condens. Moderne zonnepanelen zijn ontworpen om luchtdicht te zijn en hebben een speciale folie (backsheet) aan de achterkant.

De fabrikanten houden rekening met temperatuurverschillen. Toch kan aanhoudende of ernstige condensatie wijzen op een probleem met de afdichting van het paneel.

Hoe werkt het precies?

Het proces begint met de temperatuur van het paneel. 's Nachts straalt het paneel warmte uit naar de koude hemel en kan het zelfs kouder worden dan de omgevingstemperatuur. Dit heet stralingskoeling.

De lucht direct rond het paneel koelt ook af, maar kan tegelijkertijd vocht bevatten. Wanneer de zon opkomt en de lucht opwarmt, stijgt de luchtvochtigheid. Deze warme, vochtige lucht raakt het nog koude glas van het paneel.

Omdat het glas een slechte warmtegeleider is, warmt het langzamer op dan de omringende lucht. Het glas fungeert als een barrière waarlangs de lucht afkoelt.

Op het moment dat de temperatuur van het glasoppervlak onder het dauwpunt van de lucht daalt, condenseert het waterdamp.

Dit gebeurt aan de binnenkant omdat die kant het meest is afgesloten van de buitenlucht. De waterdruppels verdwijnen meestal vanzelf wanneer de zon het paneel opwarmt en de vochtigheid daalt.

De wetenschap erachter

Het kernprincipe is het dauwpunt: de temperatuur waarbij lucht verzadigd raakt met waterdamp en het vocht begint te condenseren. De relatie tussen luchttemperatuur, vochtigheid en het dauwpunt is vastgelegd in de psychrometrie, een tak van de thermodynamica. Een paneel dat 's nachts sterk afkoelt, bereikt gemakkelijk het dauwpunt.

De constructie van het paneel speelt een cruciale rol. Een zonnepaneel bestaat uit lagen: gehard glas, een EVA-encapsulant, de zonnecellen, nog een laag EVA en een backsheet.

Deze lagen worden onder vacuüm en hitte gelamineerd om een luchtdichte eenheid te vormen. Het doel is om vocht buiten te houden.

Als er tijdens de fabricage of door beschadiging (bijvoorbeeld door een scheurtje in de backsheet) vocht in dit pakket komt, kan het niet meer ontsnappen. Bij opwarming zet het ingesloten vocht uit en verdampt het, waarna het bij afkoeling opnieuw condenseert. Dit is een teken van degradatie van de paneelafdichting, wat op langere termijn de prestaties kan aantasten.

Voordelen en nadelen

Er zijn weinig directe voordelen aan condensatie. Het enige voordeel is dat het een zichtbaar symptoom is.

Het waarschuwt je dat er mogelijk vocht in het paneel zit, waardoor je actie kunt ondernemen voordat het probleem erger wordt. Het is als een vroegtijdig waarschuwingssysteem.

De nadelen zijn daarentegen aanzienlijk. Ten eerste vermindert het de opbrengst. De waterdruppels en waas verstrooien het zonlicht, waardoor er minder licht de zonnecellen bereikt. Dit leidt direct tot een lagere productie van elektriciteit.

Het effect kan oplopen tot enkele procenten vermogensverlies op de momenten dat condensatie aanwezig is.

Ernstigere gevolgen zijn de langetermijnschade. Vocht kan corrosie veroorzaken aan de elektrische verbindingen en de zilveren contacten in de cellen. Het kan ook delaminatie veroorzaken: het loslaten van de lagen.

Dit versnelt de degradatie van het paneel, verkort de levensduur en kan uiteindelijk leiden tot volledige uitval. Bovendien kan vocht in combinatie met spanning leiden tot Potential Induced Degradation (PID), wat je kunt oplossen met PID herstel.

• Lichtverstrooiing: Minder zonlicht op de cellen betekent directe opbrengstdaling.
• Corrosie: Vocht tast metalen contacten aan, wat de stroomdoorgang belemmert.
• Delaminatie: De lagen laten los, waardoor het paneel fysiek verzwakt en gevoeliger wordt voor breuk.
• PID: Een proces waarbij spanning en vocht de prestaties van het paneel permanent verminderen.

Voor wie relevant?

Dit onderwerp is relevant voor alle eigenaren van zonnepanelen, maar in het bijzonder voor mensen die hun panelen zelf monitoren. Als je regelmatig de opbrengst controleert of een app gebruikt, kun je een plotselinge daling op vochtige ochtenden mogelijk herleiden tot condensatie, of let op gele of bruine vlekken op je panelen.

Het is een visueel en productie-gerelateerd signaal. Daarnaast is het belangrijk voor mensen met oudere panelen (10+ jaar) of panelen van minder bekende merken.

De kwaliteit van de laminering en de backsheet kan in de loop der jaren achteruitgaan, waardoor de kans op vochtingres groter wordt. Ook als je panelen hebt geïnstalleerd op een locatie met hoge luchtvochtigheid, zoals nabij water of in een vallei, is de kans groter. Tenslotte is dit relevant bij de aanschaf van nieuwe panelen.

Je kunt bij de installateur vragen naar de garantievoorwaarden met betrekking tot vocht. Een goede fabrikant biedt garantie tegen vochtingres, wat een indicatie is van de kwaliteit van de afdichting.

Let ook op certificeringen zoals IEC 61215, die testen op vochtbestendigheid omvatten. Als je condensatie constateert die niet binnen een paar uur na zonsopgang verdwijnt, is het verstandig contact op te nemen met je installateur. Zij kunnen met een thermografische camera of een vochtmeting bepalen of er daadwerkelijk vocht in het paneel zit. In veel gevallen valt dit onder de productgarantie en kan het paneel worden vervangen.