Wat bepaalt hoeveel zonnepanelen opwekken?
Hoeveel elektriciteit zonnepanelen opwekken, hangt af van meer dan alleen het aantal panelen. Ook zoninstraling, oriëntatie, schaduw, temperatuur en de omvormer beïnvloeden de opbrengst. Ook UV-index en lux worden vaak genoemd, maar zijn geen directe maatstaf voor de productie. Hieronder leggen we uit welke factoren wél bepalend zijn.
Het vermogen van de zonnepanelen
Elke zonnepaneel heeft een bepaald piekvermogen, uitgedrukt in wattpiek of Wp. Dat is het maximale vermogen dat het paneel onder gestandaardiseerde testomstandigheden kan leveren.
Een zonnepaneel van 450 Wp heeft dus een hoger maximaal vermogen dan een paneel van 400 Wp. Als je bijvoorbeeld tien panelen van 450 Wp plaatst, kom je uit op een totaal geïnstalleerd vermogen van 4.500 Wp of 4,5 kWp.
Dat betekent echter niet dat de installatie voortdurend 4,5 kW produceert. De werkelijke opbrengst verandert voortdurend doorheen de dag en doorheen het jaar. Het aantal wattpiek zegt dus vooral iets over de grootte van de installatie, niet exact hoeveel kWh ze op jaarbasis zal opleveren.
De hoeveelheid zoninstraling is de echte sleutelfactor
De belangrijkste factor voor de opbrengst van zonnepanelen is de zoninstraling op het paneel. Daarmee bedoelen we de hoeveelheid zonnestraling die op een bepaald moment op een bepaalde oppervlakte terechtkomt. Technisch wordt dit meestal uitgedrukt in W/m².
Dat is veel relevanter dan bijvoorbeeld de UV-index of lux. Een zonnepaneel produceert namelijk elektriciteit op basis van de invallende stralingsenergie. Hoe meer bruikbare stralingsenergie het paneel ontvangt, hoe meer elektrische energie het kan opwekken.
Op een heldere dag met veel instraling zullen zonnepanelen dus veel meer produceren dan op een donkere, zwaar bewolkte dag. Ook bij bewolkt weer leveren zonnepanelen nog steeds elektriciteit, omdat ze niet alleen direct zonlicht gebruiken, maar ook diffuus licht uit de lucht.
Heeft de UV-index invloed op zonnepanelen?
De UV-index heeft geen directe, lineaire relatie met de opbrengst van zonnepanelen. De UV-index is in de eerste plaats een maat voor de intensiteit van ultraviolette straling die relevant is voor de menselijke huid. Hij is bedoeld als gezondheidsindicator, bijvoorbeeld om in te schatten hoe snel je kunt verbranden in de zon.
Zonnepanelen werken echter niet uitsluitend met UV-straling. Integendeel, ze gebruiken een veel breder deel van het lichtspectrum, vooral zichtbaar licht en een deel van het nabij-infrarood. De UV-straling vormt dus maar een beperkt deel van wat voor de productie van zonnepanelen relevant is.
Een hoge UV-index gaat vaak samen met een heldere hemel en sterke zoninstraling. In die zin kan een hoge UV-index indirect samenvallen met een hogere zonneproductie. Maar het is niet zo dat zonnepanelen veel elektriciteit produceren omdat de UV-index hoog is. De echte oorzaak is de sterke instraling van de zon als geheel.
Je kunt het dus zo zien: de UV-index kan een aanwijzing zijn dat de zon krachtig schijnt, maar het is geen goede technische maatstaf om de opbrengst van zonnepanelen te beoordelen.
Heeft lux invloed op zonnepanelen?
Ook lux wordt vaak genoemd wanneer mensen over licht en zonnepanelen praten. Lux is een eenheid die aangeeft hoeveel licht de mens waarneemt op een oppervlak. Het is dus een maat voor verlichtingssterkte, gewogen volgens de gevoeligheid van het menselijk oog.
Dat is meteen ook de reden waarom lux geen ideale parameter is voor zonnepanelen. Zonnepanelen “zien” licht niet zoals mensen dat doen. Een zonnepaneel reageert op fotonen en stralingsenergie, niet op hoe helder iets voor onze ogen lijkt.
Twee lichtbronnen kunnen bijvoorbeeld een vergelijkbaar aantal lux geven, maar toch een andere spectrale samenstelling hebben. Voor menselijke waarneming kan dat vergelijkbaar lijken, terwijl een zonnepaneel er elektrisch anders op reageert.
Lux kan dus hoog zijn zonder dat dit perfect overeenkomt met de bruikbare zonne-energie voor PV-panelen. Daarom gebruiken installateurs, ontwerpers en fabrikanten voor opbrengstberekeningen liever instraling in W/m² en jaarlijkse zonnegegevens, niet lux.
Lux kan wel een ruwe indicatie geven van hoeveel daglicht aanwezig is. Op een sombere winterdag met weinig lux zal de productie vaak laag zijn. Op een heldere zomerdag met veel lux zal de productie vaak hoger liggen. Maar opnieuw geldt: lux is eerder een indirecte indicatie, geen nauwkeurige bepalende factor.
Wat is dan belangrijker dan UV-index en lux?
Wanneer je echt wilt weten hoeveel zonnepanelen zullen opwekken, dan kijk je beter naar de combinatie van zoninstraling, oriëntatie, hellingshoek, schaduw, temperatuur en systeemverliezen.
Met andere woorden: niet de UV-index en niet lux, maar vooral de totale instraling op het paneelvlak bepaalt de productie.
De oriëntatie van het dak
De richting waarin de zonnepanelen liggen heeft een grote invloed op hun opbrengst.
In België geeft een zuidgerichte installatie doorgaans de hoogste jaaropbrengst, omdat de panelen over de dag heen veel zonlicht ontvangen. Toch betekent dit niet dat alleen een zuidgericht dak interessant is. Ook een oost-westopstelling kan erg goed presteren.
Bij een oost-westopstelling wordt de productie beter over de dag gespreid. Oostgerichte panelen leveren vooral 's morgens veel energie en westgerichte panelen vooral later op de dag. Voor sommige gezinnen is dat zelfs gunstig, omdat de productie dan beter overeenkomt met hun eigen verbruik.
De hellingshoek van de zonnepanelen
Niet alleen de richting, maar ook de hellingshoek speelt mee. In België is een hellingshoek van ongeveer 30 tot 40 graden vaak gunstig voor een goede jaarlijkse opbrengst.
Op een plat dak worden zonnepanelen daarom meestal op een draagstructuur geplaatst. Daarbij is niet alleen de hellingshoek belangrijk, maar ook de afstand tussen de rijen. Als de rijen te dicht bij elkaar staan, kunnen ze elkaar beschaduwen wanneer de zon lager staat.
Een niet-perfecte hellingshoek betekent trouwens niet automatisch een slechte installatie. In de praktijk zijn kleine afwijkingen vaak perfect aanvaardbaar.
Schaduw heeft vaak een grotere invloed dan mensen denken
Schaduw is een van de belangrijkste factoren die de opbrengst kunnen verlagen. Een boom, schoorsteen, dakkapel of naburig gebouw kan op bepaalde momenten van de dag schaduw op één of meerdere panelen werpen.
Dat verlaagt niet alleen de productie van het beschaduwde paneel, maar kan in sommige configuraties ook de rest van de string beïnvloeden. Daarom is een goede dakanalyse heel belangrijk vóór de installatie.
Als er schaduw aanwezig is, kan een andere systeemopbouw met optimizers of micro-omvormers interessant zijn. Maar ook dan blijft gelden dat schaduw gewoon minder instraling betekent, en dus minder opbrengst.
Temperatuur speelt ook een rol
Veel mensen denken dat zonnepanelen vooral beter werken wanneer het heel warm is, maar dat klopt niet volledig. Zonnepanelen houden van veel licht, maar niet van hoge celtemperaturen.
Wanneer de panelen opwarmen, daalt hun rendement. Daarom kan een frisse, zonnige lentedag soms gunstiger zijn dan een extreem hete zomerdag. Op een hete dag is de instraling misschien hoog, maar de hoge temperatuur remt de efficiëntie van het paneel gedeeltelijk af.
Je hebt voor een hoge opbrengst dus idealiter veel zonlicht en een beperkte paneeltemperatuur.
De omvormer en systeemverliezen
De opgewekte gelijkstroom van zonnepanelen moet via een omvormer worden omgezet naar wisselstroom die in de woning gebruikt kan worden. Ook daar zijn kleine verliezen mee gemoeid.
Een kwalitatieve omvormer en een correcte dimensionering van het systeem helpen om die verliezen te beperken. Ook kabels, connectoren en de algemene kwaliteit van de installatie spelen mee. Een goed zonnepaneel alleen is dus niet voldoende. De opbrengst wordt bepaald door het volledige systeem.
Hoeveel produceert 1 kWp zonnepanelen in België?
Als vuistregel wordt voor een goed geplaatste installatie in België vaak gerekend met ongeveer 850 tot 1.000 kWh per kWp per jaar.
Een installatie van 5 kWp zou dus ruwweg tussen 4.250 en 5.000 kWh per jaar kunnen opwekken. Dat blijft uiteraard een schatting. Een dak met schaduw of een minder gunstige oriëntatie zal lager uitkomen, terwijl een sterk geoptimaliseerde installatie betere resultaten kan halen.
Daarom is een specifieke opbrengstberekening voor een woning altijd nauwkeuriger dan een algemene vuistregel.
Waarom mensen vaak naar UV-index en lux kijken
De reden is eigenlijk logisch. UV-index en lux zijn bekende begrippen die makkelijk terug te vinden zijn in weerapps, meettoestellen of online dashboards. Daardoor lijkt het alsof je op basis van die waarden ook de productie van zonnepanelen kunt inschatten.
Toch zijn dat geen parameters waarop een correcte dimensionering van een zonnepaneleninstallatie gebaseerd wordt. Voor een technisch goed ontwerp kijkt men naar de verwachte instraling op jaarbasis, de ligging van het dak, schaduwverliezen, temperatuurinvloeden en de eigenschappen van het volledige PV-systeem.
Wat bepaalt uiteindelijk hoeveel zonnepanelen opwekken?
De opbrengst van zonnepanelen wordt in de eerste plaats bepaald door de beschikbare zoninstraling op de panelen. Daarnaast spelen de oriëntatie, hellingshoek, schaduw, temperatuur, het paneelvermogen en de kwaliteit van de omvormer een grote rol.
De UV-index heeft hoogstens een indirect verband en is geen goede maatstaf om de productie van zonnepanelen te berekenen. Ook lux is niet de juiste technische parameter, omdat het menselijke lichtwaarneming beschrijft en niet de totale stralingsenergie waarop zonnepanelen werken.
Wie dus echt wil weten hoeveel zonnepanelen op een woning kunnen opwekken, moet niet kijken naar UV-index of lux alleen, maar naar het volledige plaatje.
Bij GW Energy bekijken we daarom eerst het dak, de ligging van de woning, de schaduw, het verbruik en de technische mogelijkheden van de installatie. Zo kunnen we een systeem ontwerpen dat niet alleen op papier goed lijkt, maar ook in de praktijk een sterke opbrengst levert.
Neem contact op met GW Energy of vraag vrijblijvend een offerte aan voor een zonnepaneleninstallatie op maat.