Zonnepanelen rendement en vermogen

Het vermogen van zonnepanelen wordt uitgedrukt in kilowattpiek (kWp) bij ideale omstandigheden. Het rendement van zonnepanelen wordt uitgedrukt in "kWh per kWp", met andere woorden hoeveel kWh één kWp van een zonnepaneel kan produceren.

• Type zonnepanelen
• Locatie van de installatie
• Ligging van de installatie
  • Hellingsgraad van het dak
  • Oriëntatie van het dak
  • Schaduw
  • Ventilatie en temperatuur

Type zonnepanelen

De twee meest gebruikte soorten zonnepanelen zijn monokristalijn en polykristalijn. Het grote verschil tussen deze twee is de manier waarop ze vervaardigd worden maar ook hun rendement.

Op basis van rendement presteren monokristalijne zonnepanelen beter dan polykristalijne. Monokristalijn zonnepanelen behalen een rendement van 15% tot 20%, waar dit bij polykristalijn panelen tussen de 14% en 16% bij ideale omstandigheden. Rendement in deze context betekent het percentage zonlicht welke kan worden omgezet in stroom.

Zonnepanelen uit monokristalijn zijn iets duurder. Maar polykristalijn zonnepanelen presteren beter bij een klimaat met veel bewolking en lagere temperaturen zoals België, waardoor ze vaker worden gekozen dan monokristalijn panelen.

Zonnepanelen, onafhankelijk van het type verliezen ongeveer 0,5% rendement per jaar. Dit rendementsverlies is bijna te verwaarlozen tegenover andere energiebronnen en geeft zonnepanelen een ontegensprekelijk voordeel.

Locatie van de installatie

De opbrengst kWh per kWp welke een zonnepaneel kan behalen hangt nauw samen met de locatie. Zo is België niet altijd even ideaal maar toch is het rendement vrij hoog op jaarbasis. In België produceren goede zonnepanelen 950 kWh per kWp op bij ideale omstandigheden (type zonnepaneel en ligging van de installatie). Dit is iets lager dan Duitsland, het land welke absolute pionier is in het gebruik van zonnepanelen.

Ter vergelijking met landen zoals Israël of Australië, waar de opbrengst met dezelfde zonnepanelen tussen de 1 500 en 1 900 kWh is. Maar bij grote hitte zomers in deze landen presteren de zonnepanelen minder. Het rendementsverlies (temperatuurcoëfficiënt Pmax) verschilt per zonnepaneel, maar meestal ligt het rendementsverlies op 0,3% tot 0,4% bij een temperatuur hoger dan 25 graden. De temperatuur op de zonnepanelen is meestal 30 graden hoger.

De normale rendementscurve kent een piek in de productie gedurende de zomerperiode en een dal gedurende de winter.

De installatie van de zonnepanelen dekt het jaarlijks kWh verbruik bij voorkeur, wanneer hiervoor de middelen (dak oppervlakte en financieel) beschikbaar zijn. Indien het elektriciteitsverbruik van een gezin bijvoorbeeld 4 000 kWh bedraagt dan opteert men best voor een installatie van 4 kWp. Een installatie van 4 kWp genereert netto ongeveer 3,7kWp bij ideale omstandigheden.

Indien de omstandigheden voor het rendement van uw zonnepanelen installatie niet ideaal zijn, calculeer bovenstaande verliezen in. Een goede oplossing om toch nog aan het gewenste kWp te geraken is meer panelen te plaatsen.

Oriëntatie van de installatie

De ideale zonnepanelen installatie hangt af van enkele factoren zoals de hellingsgraad en oriëntatie van het dak, hoeveelheid schaduw en goede ventilatie. Dit is tegelijk één van de nadelen aan zonnepanelen, gezien de ligging door tal van factoren niet altijd ideaal is.

Hellingsgraad van het dak

De ideale hellingsgraad van het dak voor zonnepanelen op jaarbasis bedraagt 35° tot 38°. Daken tussen 20°-35° en 40°-50° verliezen tussen de 3% a 5% rendement. Daken boven 45° verliezen ongeveer 5% a 8% rendement. Bij platte daken wordt gebruik gemaakt van een constructie welke de zonnepanelen op een hellingsgraad plaatst van ongeveer 25°. Indien de hellingsgraad hoger, ligt de afstand tussen de panelen ook hoger waardoor minder oppervlakte bedekt kan worden met zonnepanelen.

Oriëntatie van het dak

De ideale ligging voor zonnepanelen is een zuidelijk georiënteerd dak. Maar oostelijke en westelijke georiënteerde daken zijn ook geschikt voor zonnepanelen, zeker wanneer de hellingsgraad van het dak ideaal is. De productie piek van een oostelijke zonnepanelen installatie zal in de voormiddag vallen, bij een westelijke installatie in de namiddag.

Schaduw

Zonnepanelen wekken stroom op door direct zonlicht. Indien dit zonlicht gedempt wordt door schaduw komende uit bomen, naburige gebouwen, schoorstenen of andere objecten, dan zullen de zonnepanelen minder rendement behalen. Aangenomen wordt dat een zonnepaneel in de schaduw tot 20% minder opbrengt.

Hou rekening met de positie van de schaduw over het gehele jaar. Tijdens de winter is er veel meer schaduw omdat de zon veel lager staat tegenover de aarde dan tijdens de zomer.

Ventilatie en temperatuur

Het klinkt misschien vreemd, maar zonnepanelen renderen betere op een zonnige winterdag met ongeveer 10 graden dan een warme zomerdag met 35 graden. Dit komt omdat warme temperaturen de elektronische delen verhitten en deze hierdoor minder goed renderen, vergelijkbaar bij een laptop welke te warm is.

Bij het kopen van zonnepanelen, is het goed een paneel te kiezen met lage Pmax waarde. Deze waarde drukt het verlies aan rendement uit in percentage vanaf 25 graden. Een andere maatregel om rekening mee te houden is dat de zonnepanelen geplaatst worden waar er voldoende ventilatie is, zodat zelfs op warme dagen de panelen maximaal renderen.

Het ideale dak voor zonnepanelen

Onderstaande tabel toont aan de hand van hellingsgraad en oriëntatie van het dak wat het ideale dak is. Een zuidelijk, zuid-westelijk, zuid-oostelijk dak met een hellingsgraad tussen de 20° en 60° zijn in principe de ideale daken voor zonnepanelen. Hier zal de installatie een vrijwel maximaal rendement en opbrengst behalen.

Helling van het dak

	10°	20°	35-38°	50°	60°	70°	85°
West	90%	90%	85%	80%	75%	70%	65%
Zuidwest	95%	95%	100%	95%	90%	85%	80%
Zuid	95%	100%	100%	100%	95%	90%	80%
Zuidoost	95%	95%	95%	95%	90%	85%	80%
Oost	90%	90%	85%	80%	75%	70%	65%
Noordoost	85%	80%	70%	60%	55%	50%	45%
Noord	85%	75%	60%	50%	45%	40%	35%
Noordwest	85%	80%	70%	60%	55%	50%	45%

Daarnaast is ook schaduw van belang. Wanneer de installatie gedeeltelijk in de schaduw komt te liggen kan er gebruik gemaakt worden van optimizers. Optimizers zorgen ervoor dat elk paneel afzonderlijk stroom levert en niet in serie.