Op zoek naar zonnepanelen?
Direct beginnen!

Page content

Een beetje schaduw op een zonnepaneel is zo erg niet

article content

Een beetje schaduw op een zonnepaneel is zo erg niet

De naam zegt het al, zonnepanelen houden van zon. Ze zetten zonlicht om in elektriciteit en hoe meer licht, des te meer elektrische energie er uit komt. Dus schaduw moeten we, indien mogelijk, vermijden. Dat is een feit. Maar het is niet zo rampzalig als veel installateurs je willen doen geloven. Laten we eerst eens kijken hoe het is met het beschikbare zonlicht in Nederland.

Direct zonlicht en diffuus zonlicht

piet1
Figuur 1. Verhouding tussen diffuus en direct zonlicht. Blauw is diffuus en groen is direct. In de wintermaanden is er veel meer diffuus licht, in de zomermaanden is de verhouding ongeveer 1:1.

In Nederland hebben we ongeveer een gelijke verdeling tussen diffuus licht en direct zonlicht in de zomer. Zie hiervoor figuur 1. Schaduw heeft alleen effect op het directe zonlicht. Op een bewolkte dag hebben we alleen diffuus licht en zie je geen schaduwen op onze zonnepalen. Dat betekent dat je op zo’n dag geen last hebt van een boom, een schoorsteen of een dakkapel. Het is wel zo dat een enorm gebouw voor je zonnepanelen het zicht op de diffuse hemelkoepel voor een deel wegneemt, dus dan valt er ook minder diffuus licht op de panelen. Deze gelijke verdeling is een interessant gegeven. Het betekent namelijk dat je bij een zonnepaneel dat altijd in de schaduw ligt, toch nog ca. 50 procent opbrengst hebt over een jaar gemeten. In de meer zonnige landen is de verhouding tussen direct en diffuus licht veel groter. Dit betekent dat het verlies in Nederland t.g.v. schaduw relatief veel minder is dan in bijvoorbeeld Zuid-Spanje. Terwijl men altijd denkt: “In Nederland hebben we al zo weinig zon, dus je moet alles meepikken.” Dus een beetje schaduw is in dit ‘licht’ gezien, niet zo dramatisch.

Een keten is zo sterk als de zwakste schakel?

Dit gezegde wordt maar al te graag aangehaald door installateurs om aan te geven dat een enkel paneel in de schaduw de opbrengst van een stringschakeling van meerdere panelen ontzettend naar beneden zou halen. Sterker nog, in de folders van SolarEdge wordt dit ook opgevoerd middels een mooie figuur om het voordeel van een SolarEdge-systeem (met optimizers per paneel) ten opzichte van een conventionele stringomvormer duidelijk te maken.

Maar dat is toch een beetje misleidende verkooppraat. De techniek heeft daar al lang geleden een oplossing voor gevonden door het inbouwen van bypass diodes in de junction box (het zwarte doosje achter op de panelen). Die diodes zorgen er simpel gezegd voor dat een door schaduw slecht presterend paneel buiten spel wordt gezet. De bypass diode leidt de stroom van de hele keten om het betreffende paneel heen zodat de rest van de panelen het volle vermogen kunnen leveren. De stroom in de keten is immers overal gelijk en dan zou de sterk verminderde stroom van het beschaduwde paneel de boel verzieken. Een standaard paneel is opgebouwd uit zestig individuele zonnecellen die allemaal in serie staan. Over elke twintig cellen staat een bypass diode. Al bij een schaduw van b.v. 10 x 10 cm op een paneel wordt de desbetreffende bypass diode al in werking gezet en presteert het paneel op 2/3 van het volle vermogen. Dus een paneel in schaduw kan 0, 1/3 of 2/3 presteren, afhankelijk hoe de schaduw over het paneel valt. De overige panelen in de string doen gewoon mee voor de volle 100 procent (Zie figuur 2). Hier is ook mooi te zien dat bij een randje schaduw op het paneel bij portrestand het hele paneel uitvalt, terwijl bij landscape montage het paneel voor 2/3 blijft werken: er komt maar één diode in.
Het SolarEdge Optimizer-systeem geeft wel een voordeel bij schaduw maar dat effect is veel minder dan gesuggereerd in de commerciële folder. Ze hebben daar uiteraard veel onderzoek aan verricht en in dit document leggen ze het zelf perfect uit.

piet2

 

De winter doet er niet toe

piet3

Figuur 3. Opbrengst per maand in procenten van het gehele jaar.

In figuur 3 is te zien dat de bijdrage van de winter op de opbrengst maar ca. 10 procent is. Simpelweg vanwege het feit dat de zon erg laag staat, de dagen erg kort zijn en het vaak bewolkt is. Dus schaduw in de winter is helemaal niet belangrijk. In de winter is het aandeel diffuse straling zelfs nog veel groter dan 50 procent.

Van dit gegeven kan op platte daken handig gebruikt worden gemaakt. Theoretisch zou je de panelen op een plat dak ver uit elkaar moeten zetten om te voorkomen dat de laagstaande zon (ca. 15 graden half december) schaduw op de onderste rand van het paneel werpt. Zie figuur 2. Maar wat nu als je de panelen zeer dicht bij elkaar zet, b.v. 50 cm of nog minder? Je verliest dan bij direct zonlicht 1/3 van de opbrengst omdat er maar 1 bypass diode in werking treedt, de panelen liggen immers landscape. Maar door de rijen dichter bij elkaar te zetten, kan je veel meer panelen op een dak kwijt en wordt de opbrengst per vierkante meter veel groter. Hier wordt bij grote systemen op platte daken vaak gebruikt van gemaakt. Dan neem je een paar procent verlies door schaduw voor lief om misschien wel 30 tot 40 procent meer opbrengst van een dak te halen.

Schaduwanalyse

Om het echt zeker te weten hoeveel verlies schaduw nu geeft, kan men een schaduwanalyse uitvoeren. Een simpel maar zeer effectief instrument daarvoor is b.v. de zogeheten sun path finder (Figuur 4). Hiermee maak je op een aantal plekken op het dak een foto van de hemelkoepel, geprojecteerd op een papier met de zonnebanen voor de verschillende maanden van het jaar waarin ook de uren van de dag te zien zijn. Door deze foto’s met software te analyseren, krijgt men een overzicht van het schaduwverlies op elke plek op het dak. En dan blijkt vaak dat het totale verlies op jaarbasis erg meevalt.

Er zijn meerdere PV-software pakketten die een mogelijkheid hebben om schaduwobjecten in te voeren en hiermee te rekenen. Een leuke test is dan altijd om een groot gebouw voor het betreffende dak in te tekenen en te kijken welke opbrengst er berekend wordt. Gezien het bovenstaande verhaal over verhouding direct/diffuus licht, moet er dan nog ca. 50 procent van het totaal overblijven. Zo niet, dan houdt de software geen rekening met diffuus licht. En dat is voor ons land nu juist wel belangrijk.
In Nederland rekenen we globaal met 900 kWh/kWp voor een goed georiënteerd systeem. Dit systeem zou dus met alle dagen schaduw nog zo’n 450 kWh/kWp moeten opbrengen.

piet4
Figuur 4. De contouren van de schaduwobjecten worden met de sun path finder zichtbaar. De boom en het huis links geven alleen vroeg in de ochtend schaduw en voor de het huis geldt dat in maart de zon er al over heen gaat.

Conclusie

Schaduw moeten we zoveel mogelijk vermijden, maar we moeten er niet te krampachtig over doen. De wintermaanden zijn niet echt van belang en dat geldt ook voor de vroege ochtend en late middag. De zon staat dan zo schuin op de panelen dat de opbrengst toch al minimaal is. Als een paneel tussen 10 uur ín de ochtend en 4 uur in de middag vol in de zon ligt, is het opbrengstverlies door schaduw niet zo groot. Een paneel met af en toe schaduw presteert ook prima, alleen de terugverdientijd voor dat paneel is ietsje langer dan voor de rest. Als je op die manier toch je eigen verbruik opwekt, is het een goede keuze?

Fritts zonnepanelen community. Voor alle vragen over zonnepanelen.
Piet van Rijsingen
Piet van Rijsingen is al jaren actief in de zonnepanelenbranche en mag zich erkend solar specialist noemen. Met zijn bedrijf Solaria PV geeft hij advies op maat aan iedereen die overweegt over te stappen op zonne-energie.

Comment Section

12 reacties op “Een beetje schaduw op een zonnepaneel is zo erg niet


Door Niesje op 4 juli 2019

Beste Fritts, Vandaag kwam er een verkoper van zonnepanelen langs en die gaf aan op mijn dak maar 4 panelen te kunnen leggen omdat er op de rest van mijn (platte) dak sprake is van slagschaduw door opbouw van de buren aan beide zijden. Hij gaf aan dat slagschaduw funest is voor de levensduur van zonnepanelen. Is dit waar? Ik heb hier nog ggen enkele andere aanbieder over gehoord en er ook nog nooit iets over gelezen?


Door Guido op 11 mei 2019

Beste Frits,
Ik zou bij 1 paneel 2 pendelen een optimizer willen bijplaatsen.
Het is een serieschakeling van 18 panelen maar tot 12.00uur zitten er 2 in de schaduw, kan dat of moeten dan alle 18 voorzien worden van een optimizer?


Door Chrius Mourik op 29 januari 2019

Beste Piet, fijn dat er ook eens iemand een ander verhaal laat horen dan het gebruikelijke commerciële getoeter.
Ik heb mij ingeschreven voor de collectieve inkoop zonnepalen van Vereniging Eigen Huis.
SolarNRG heeft een aanbod mogen doen. Dat ziet er op het eerste oog redelijk uit, maar nadere beschouwing roept toch nogal wat vragen op. Zo heb ik op een plat deel van het dak, ter hoogte van de eerste rij pannen op circa 30 cm van de pannen een pijpje staan van de rookgasafvoer van mijn CV. Dat pijpje is circa 60 cm hoog en werpt nu, januari, op de eerste twee rijen pannen wat schaduw. Het dak is zuid georiënteerd met een hellingshoek van 40 graden. Hoe erg is dat voor een serieel geschakeld systeem? Ik krijg 6 panelen onder de dakkapel (op 1 daarvan valt dus wat schaduw) en 6 panelen boven de dakkapel (daarop valt nooit schaduw). Is het en idee 2 strings te laten installeren?


Door Dinand op 16 oktober 2018

Het wel of niet by-passen van een beschaduwd paneel is sterk afhankelijk van het type omvormer dat gebruikt wordt. De MPPT zal bij schaduw op zoek moeten gaan naar een nieuw max-power-point waarbij de beschaduwde cellen worden ge-bypassed. De betere omvormers als SMA, Steca, etc. doen dit goed, goedkopere (chinese) omvormers hebben hier meestal moeite mee. Optimizers per paneel aanbrengen is altijd de beste optie bij schaduw maar hoeft niet altijd rendabel te zijn. Kosten/baten altijd berekenen.


Door Ad op 12 oktober 2018

Hoe zit het eigenlijk met slagschaduw van een windturbine, moet ik daar nog rekening mee houden?


Door jelle op 2 januari 2017

Nogmaals het artikel gelezen, en jullie nemen dit wel mee in het artikel. Je hoort weinig leveranciers over de bypass diode en als ik er naar vraag dan krijg ik soms een heel apart antwoord. Klasse!


Door jelle op 2 januari 2017

Dan moet het schaduw beeld, precies verkeerd zijn zodat er geen bypass diodes aangesproken word, of dat er te veel bypass diodes aangesproken worden, die zitten er immers om een deel van een paneel uit te schakelen zodat de complete string toch nog een goed rendement haalt en geen last heeft van een zwakkere schakel, de meeste hebben volgens mij 3 interne strings met bypass diode’s. het kan dus zijn dat een beetje schaduw op een paneel maar een klein rendementsverschil heeft. Ik vind dat wel de moeite waard om erbij te vermelden.


Door Ronald op 13 januari 2016

Beste Piet en Corne,

Ik ben momenteel druk bezig met het vergaren van informatie en offertes.
En ik kan zeker bevestigen dat er in deze markt heel veel verhalen rond gaan wat nog goed is en wat nou minder goed is. Men praat zelden over slecht.. Leverancier A zegt dat je juist optimizers moet nemen en leverancier B zweert bij Micro converters.. en daar hebben we Levenrancier C die juist weer zegt welnee prijstechnisch moet je juist geen optimizers of micro converters nemen.

De wereld van zonnepanelen is voor de simpele consument bijna niet te volgen.

Gelukkig ben ik redelijk technisch aangelegd en kan aardig meekomen met de techniek en termen die genoemd worden.

Waar ik echter nooit een duidelijk antwoord op krijg is waar het hier over gaat. ” Schaduw”
Mijn situatie is vrij simpel. Ik heb een plat dak, gelegen op het ZW, en mijn buren hebben een punt dak. Als ik op mijn dak sta kijk ik zowat over het dak van mijn buren heen. Iets wat mij verteld dat ik qua schaduw weinig last heb van de daken van mijn buren. Wel heb ik een kachel pijp op mijn dak met een doorsnede van 250mm en een hoogte van 165cm hier komt dus zeker wat schaduw van af. En met deze kachelpijp begint alle verwarring want elke leverancier slaat zowat op tilt omdat we hier schaduw hebben. Helaas is er niemand (geen leverancier) die mij verteld, “joh dat beetje schaduw ga je haast niet merken/ dat is maar x% verlies en weegt niet op tegen de kosten. / etc”

Wat zou ik als particulier kunnen doen om een goede inschatting te krijgen mbt verlies in opbrengst vanwege de kachelpijp?

Is er wellicht een duimregel? bij zoveel % verlies neem dan optimizers / bij zoveel % verlies zijn microconverters beter. Misschien is het een goed idee om ipv 1 string, 2 strings te hebben. De schaduw van de kachelpijp valt dan bijv op panelen in string 1 en string 2 kan dan altijd op zijn best presteren ? Of gewoon geen panelen plaatsen op die plekken waar de schaduw valt? maar ja dan wel minder opbrengst terwijl ik juist voor de meeste opbrengst wil gaan ivm mijn verbruik.

Ik hoop zo een beetje mijn situatie goed uitgelegd te hebben. Mocht er meer info nodig zijn dan wil ik heel graag helpen.

gr,
Ronald


Door Piet op 13 januari 2016

Beste Ronald,
Ik snap je frustratie volkomen, dat is ook de reden dat ik dit artikel heb geschreven. Het gaat erom waar het pijpje precies staat, de hoogte uiteraard en dat geldt ook voor het huis van de buren. In feite wil je deze objecten intekenen in de zonnebanen en dan kan je aflezen hoeveel dit scheelt. Zoals ik in het artikel al vermelde, heb je sowieso ongeveer 50 % opbrengst van elk paneel, omdat 50 % van de instraling uit diffuse straling bestaat.
Met de solarpathfinder doe je dit op een nette manier, dan rekent de software het voor je uit. Maar ook handmatig kan je beste het een en ander inschatten. Mail me anders even de situatie e.d. door, dan zal ik er even naar kijken. Google maar op Solaria PV


Door Ronald op 13 januari 2016

Beste Piet,

Je hebt mail 🙂 (bedankt!)


Door Corne op 14 januari 2016

Hoi donald, in jouvgeval moet je een berekening maken in pvsol, kijk maar eens op mijn fb pagina. Coro zonnepanelen.nl


Door Corne Rovers op 13 januari 2016

Beste,
Een goed en duidelijk artikel. Ik zou er nogmaals op willen wijzen dat je beter geen optimizers kunt gebruiken zelfs bij schaduw. Als particulier kun je het beste een systeem kopen, zonder techniek op het dak maar met 10 jaar garantie op materiaal en arbeid. En dus geen optimizers, praktijk ervaringen hebben uitgewezen dat er toch nog al wat optimizers defect gaan, en wie betaald dan de vervangingskosten op langere termijn..? Er zijn nog steeds veel particulieren die in deze valkuil stappen en over 6 á 7 jaar de rekening krijgen van de vervangingskosten.

Plaats een reactie




This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.