Leveren mijn zonnepanelen wel genoeg op?

Het is de afgelopen dagen mooi zomers weer geweest. En nu komen er veel vragen binnen over waarom de zonnepanelen niet hun maximale vermogen geven.

Hoeveel energie een zonnepaneel kan opwekken heeft te maken met het vermogen maar ook de omstandigheden zoals temperatuur en het weer.

Vermogen zonnepaneel:

Wat is vermogen?

Het vermogen geeft aan hoeveel energie het zonnepaneel kan leveren. Dit is bij alle elektrische apparaten ook maar dan geeft het aan hoeveel energie het apparaat verbruikt. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een stofzuiger van 1400 watt of een waterkoker. Een waterkoker van 1000 watt verbruikt als hij een uur aan staat precies 1 kWh (wat natuurlijk nooit gebeurt). Een waterkoker van 2000 watt zal het dubbele verbruiken in een uur tijd. Als we echter kijken naar de energie die nodig is om een liter water te verwarmen dan doet de waterkoker van 2000 watt dit 2 keer zo snel. Uiteindelijk zullen beide waterkokers ongeveer dezelfde hoeveelheid energie verbruiken om een liter water te verwarmen tot 100 graden.

Het vermogen geeft aan hoeveel vermogen het zonnepaneel onder bepaalde omstandigheden (Standaard test condities (STC) ) kan leveren.

Tegenwoordig hebben de meest standaard zonnepanelen een vermogen van +/- 250 wattpiek.  Dit betekend dat onder standaard test condities het zonnepaneel in 1 uur 0,25 kWh opwekt. Maar zoals het woord “wattpiek” al aangeeft is dat het piekvermogen en zal door verschillende factoren het vermogen meestal lager liggen.

Temperatuur zonnepanelen

De temperatuur van het zonnepaneel heeft een grote invloed op het vermogen. Hoe warmer het zonnepaneel is hoe minder het vermogen is. Dit wordt in een datasheet van een zonnepaneel weergegeven met Pmpp (of iets soortgelijks).  Dit is meestal ongeveer -0,4% per graden. Dit betekend dat het vermogen 0,4% minder wordt als de temperatuur van het zonnepaneel zelf 1 graden stijgt.

De temperatuur van een zonnepaneel ligt bij zonnig weer zo’n 25 – 30 graden boven de omgevingstemperatuur. Op dagen dat het buiten 30 graden is kan een zonnepaneel wel 60 graden zijn. En omdat het paneel getest wordt bij 25 graden is dit 35 graden boven de testwaarde. Het vermogen van het zonnepaneel ligt dan (35 x 0,4) 14% lager dan zijn maximale vermogen.

Heldere lucht

We kennen het allemaal. Het is een mooie warme zomerdag maar de lucht is niet helemaal blauw. Dit komt door waterdamp en fijnstof. Deze zorgen voor reflectie in de atmosfeer en zo kan het dat op een mooie zonnige dag de instraling toch niet optimaal kan zijn. Dit is meestal te zien aan een witte/lichtblauwe lucht.

Nederland heeft over het algemeen niet zo’n heldere lucht. Een zonnepaneel wordt getest met een luchthelderheid van 1,5 (is zo goed als helder) en de Nederlandse lucht kan wel een luchthelderheid hebben van 6 (zeer troebel). Over het algemeen geld dat het in de winter helderder is dan in de zomer. Dit komt voornamelijk door de hoeveelheid vocht in de atmosfeer.

Stand zon en oriëntatie

De meest logische factor is de stand van de zon. Het zonnepaneel werkt op de energie van de zon. En zoals we allemaal weten brand de zon meer in de middag dan in de ochtend of avond. Dit komt door de stand van de zon en de baan door de atmosfeer. In de middag zal het zonnepaneel dus eerder zijn maximale vermogen halen dan in de ochtend of avond. De verschillende seizoenen hebben natuurlijk ook invloed hierop.

De meest ideale oriëntatie is gericht op het zuiden. Wanneer hiervan afgeweken wordt dan staat het zonnepaneel niet gericht op de zon op het moment dat de instraling het hoogst is.

Helling

De helling van het zonnepanelen ten opzichte van de zon is natuurlijk ook belangrijk. In de zomer staat de zon op het hoogste punt op 61 graden. Dit betekend dat wanneer het zonnepaneel een helling heeft van 29 graden de instraling loodrecht is en dus maximaal. Om dit te illustreren heb ik een zonnestraal getekend.

Stel we hebben een zonnestraal van 1 meter breed (gele vlak). Wanneer deze loodrecht op het paneel valt is 1 meter paneel (zwarte lijn) nodig om alle energie op te vangen. Wanneer het zonnepaneel bijvoorbeeld op een schuin dak valt op 45 graden dan is de hoek anders en is er dus meer paneel (1,05 – rode lijn) nodig om dezelfde hoeveelheid energie op te vangen. Dus geeft het paneel ook 5% minder vermogen ten opzichte van de ideale stand.

Reflectie

De stand van de zon heeft ook invloed op de reflectie. Hoewel vrijwel alle zonnepanelen tegenwoordig een anti reflectie coating hebben is er altijd reflectie. En net als bij bijvoorbeeld water is er onder een hoek meer reflectie dan  bij loodrechte instraling. En reflectie betekend minder zonne-energie wat op de zonnecellen komt.

Wanneer haalt een zonnepaneel zijn maximale vermogen?

In de zomer zie je vaak dat zonnepanelen zo’n 80-85% van hun maximale vermogen produceren. Dit komt door de factoren zoals hierboven beschreven. Maar wanneer draaien ze nou wel op vol vermogen? Dit is met name in het voorjaar. In de maanden maart en april zie je vaak mooie heldere en koude dagen (tegen het vriespunt).

Kan een zonnepaneel meer vermogen leveren dan zijn maximale vermogen.

Dat kan natuurlijk ook. Dit komt met name door de instraling en de temperatuur. Zoals een zonnepaneel minder vermogen geeft als hij warmer wordt kan deze ook meer vermogen geven als hij koud is. Als het onder nul is en het zonnepaneel is nog niet opgewarmd (bijvoorbeeld bij bewolkt weer) kan dit dus boven het maximale vermogen liggen.

De instraling is natuurlijk ook van belang.  Een zonnepaneel wordt getest met een instraling van 1000 watt per vierkante meter. De zon heeft boven Nederland een kracht van circa 1400 watt per vierkante meter. Door de lucht komt hiervan uiteindelijk zo’n maximaal 1000 watt aan op de aarde. Maar op een echt heldere dag kan dit dus ook meer zijn.

Denk je dat jou systeem te weinig oplevert?

Laat dan hieronder een reactie achter.