Opbrengst en seizoensinvloeden

Een van de meest besproken onderwerpen zijn de opbrengst van de panelen. En dat is niet zo verwonderlijk, want daar doen we het tenslotte allemaal voor. Op internet kan men veel sites vinden waar men de opbrengst van lotgenoten kan volgen. Een leuke site is bijvoorbeeld http://sonnenertrag.eu/nl. Hier kan men zien wat de opbrengst is van geplaatste zonnepanelen. Men kan ook gratis zijn eigen opbrengstgegevens hier op plaatsen.

Voordat we verder op individuele opbrengsten ingaan, is het van belang om te weten wat er haalbaar is, oftewel dat men weet hoeveel Watt per vierkante meter er ingestraald wordt, en hoe de verdeling over de seizoenen is. In het staafdiagram hiernaast kan men precies zien in welke maanden er de meeste straling in Nederland is. Hieruit blijkt dat 70% van de jaarproductie in het voorjaar en de zomer wordt opgewekt. Om de opbrengst van een zonnepaneel te bepalen gaat men uit van de zoninstraling (bekend bijvoorbeeld via het knmi, meteosyn of PVGIS) die een bepaalde spanning opwekt. Wel dient men de reflectieverliezen en de elevatie (opstellingshoek) te verrekenen in de effectief ingestraalde zonne-energie, en onderscheidt te maken tussen directe en diffuse straling. De specificaties van een zonnepaneel onder STC (Standard Test Conditions) zijn vaak beschikbaar in een datasheet van de fabrikant. Om de opbrengst goed te berekenen dient men dit te doen bij verschillende instralingssterktes en onder verschillende celtemperaturen. De celtemperatuur kan in de zomer oplopen tot wel 70 °C. Hoe hoger de temperatuur, des te lager de opbrengst. Verder dient men ook het rendement van de netomvormer en de kabelverliezen mee te nemen. iedere conversieslag levert verliezen op.

Instraling per maand in kW/m²
Maand Kuststrook Midden Nederland Oost-Nederland
Jan 24 21 18
Feb 40 38 35
Maart 78 74 68
April 124 117 11
Mei 164 153 150
Juni 165 156 147
Juli 169 158 150
Aug 142 133 128
Sept 90 86 83
Okt 56 53 50
Nov 24 22 22
Dec 15 15 15
Jaartotaal 1091 1026 977

Gem. temperatuur per maand in °C
Maand De Bilt Den Helder Groningen Maastricht Vlissingen
Jan 1,8 2,6 1,4 2,1 3
Feb 2,3 2,3 1,1 2,2 2,8
Maart 5,3 4,6 4,2 5,9 5,5
April 8,9 7,8 7,9 9,2 8,6
Mei 12,7 11,4 11,8 13,1 12,3
Juni 15,8 14,8 14,7 15,9 15,5
Juli 17,4 16,9 16,5 17,6 17,4
Aug 17,2 17,2 16,3 17,4 17,6
Sept 14,7 15,4 14,2 15,1 15,6
Okt 10,4 11,3 9,9 10,5 11,5
Nov 6,1 7,1 5,6 6,3 7,3
Dec 3 4,3 3 3,6 4,3
Maandgem. 9,63 9,6417 8,8833 9,9083 10,1167

 

Bovenstaande tabellen zijn samengesteld met behulp van de gegevens langjarige gemiddelden 1981 - 2010 van het KNMI. Afhankelijk van de regio kan men in het algemeen concluderen dat de gemiddelde jaarinstraling per jaar rond de 1000 kWh/m² ligt. Bij een rendement van 100% is dus in Nederland maximaal 1000 kWh per m² het maximaal haalbare. Helaas is het rendement van zonnepanelen maar ca. 17%, dus 170 kWh/m². Voor heatpipes(thermische warmte met vacuümbuiszonnecollectoren) ligt dit wat gunstiger met ruim 60% rendement.

Paneelkarakteristieken bij verschillende celtemperaturen.
Paneelkarakteristieken bij verschillende celtemperaturen
UI-karakteristiek kristallijne zonnepanelen bij diverse lichtinstralingsterktes
UI-karakteristiek kristallijne zonnepanelen bij diverse lichtinstralingsterktes

Nemen we bijvoorbeeld het langjarige gemiddelde van de maand juni in midden-Nederland: 156 W/m². Dat betekend als we 8 zonnepenalen van 1,6 m² hebben met een rendement van 16%, we maximaal 8 x 1,6 x 156 x 0,16 = 319,5 W kunnen binnenhalen. Schijnt de zon bijvoorbeeld 5 uur, dan kunnen we die dag maximaal 5 x 319,5 = 1,6 kWh opwekken. In de praktijk zal het iets minder zijn vanwege de temperatuurcomponent, vervuiling en degradatie die bij deze grove benadering niet meeberekend zijn.

Op de volgende pagina gaan we kijken hoe we aan de hand van de gemiddelde instraling in een regio een goede voorspelling van de jaaropbrengst kunnen bepalen.

Volgende pagina: Methoden om de opbrengst van PV-panelen te bepalen