Zonnepanelen opbrengst

Hoe bereken je de opbrengst van zonnepanelen?

Hoe kun je de zonnepanelen opbrengst berekenen? In Nederland wekt elke Wp van je zonnepaneel in het beste geval ongeveer 0,9 kWh/jaar op. Dat is als de zonnepanelen onder een hoek van 35° richting het zuiden worden geplaatst. Een zonnepaneel van 400Wp wekt dus maximaal 0,9 x 400 = 360 kWh/jaar op.

Bij een elektriciteitsprijs van €0,40/kWh levert een zonnepaneel van 400Wp dus maximaal €144,- per jaar op. Dat betekent opbrengst van €0,36/Wp. Je kunt al een complete doe-het-zelf zonnepanelenset aanschaffen voor €0,46/Wp. Het is financieel dus erg aantrekkelijk om zonnepanelen te installeren!

De opbrengst van zonnepanelen is niet in heel Nederland hetzelfde. Op sommige plaatsen schijnt de zon structureel vaker dan op andere plaatsen. Onderstaande figuur van het CBS laat de Nederlandse jaaropbrengst van 2017 zien in kWh/Wp. In Zeeland wordt 10-15% meer zonne-energie opgewekt dan in het noord-oosten van Groningen.

Met deze kaart kun je de berekening van je opbrengst verfijnen.

Corrigeren voor helling en richting

Staan je zonnepanelen naar een andere richting, of onder een andere hoek? Gebruik dan de correctiefactoren in Figuur 1 om de opbrengst van je zonnepanelen te corrigeren. Met deze correctiefactor kun je eenvoudig de juiste opbrengst van je zonnepanelen berekenen.

Staan je zonnepanelen bijvoorbeeld onder een hoek van 10° naar het oosten? Daar hoort een correctiefactor van 0,87 bij. Je wekt dan nog 87% van de maximale opbrengst op. Het genoemde zonnepaneel van 400Wp zou dus ongeveer 0,87 x 360 = 313 kWh/jaar opwekken.

Bij een kWh prijs van €0,40 komt dit overeen met een opbrengst van je zonnepanelen van €125,20 per jaar. Dat betekent opbrengst van €0,313/Wp. Je kunt al een complete doe-het-zelf zonnepanelenset aanschaffen voor €0,46/Wp. Ook voor een oost-west systeem heb je dus een erg hoog rendement op je investering!

Figuur 1: Zonnepanelen opbrengst berekenen: Correctiefactoren voor richting en hoek

Dit is de basisberekening voor de opbrengst van je zonnepanelen en hiermee heb je al een goede eerste schatting van wat je zonnepanelen zullen opleveren.

Tip: Als je zonnepanelen naar het oosten plaatst, is het verstandig om evenveel zonnepanelen naar het westen te plaatsen. Je wekt de energie dan verspreid over de dag op, wat het makkelijker maakt om de energie zelf te gebruiken.

Het gegevensblad lezen: STC en NOCT

In het gegevensblad van je zonnepaneel vind je allerlei specificaties terug. Die gaan over hoe het zonnepaneel is opgebouwd, wat de afmetingen zijn, maar ook wat de elektrische specificaties zijn.

Onderstaande tabel laat de specificaties zien van het Aiko 450Wp full-black zonnepaneel. Er staan voor verschillende specificaties gegevens in twee kollommen: STC en NOCT.

STC staat voor Standard Test Conditions. Dat wil zeggen dat de elektrische gegevens in die kolom zijn getest met een lichtintensiteit van 1000W/m2 bij een omgevingstemperatuur van 25°C (en een lichtspectrum van AM1.5).

NOCT staat voor Nominal Operating Cell Temperature en is eigenlijk een test om de temperatuur van de zonnecel te bepalen bij een bepaalde lichtinval. De omstandigheden waaronder deze test wordt uitgevoerd worden vaak ook gebruikt om de opbrengst van een zonnepaneel te bepalen bij een lagere lichtinval. De NOCT opbrengst wordt bepaald bij een instraling van 800W/m2 en een omgevingstemperauut van 20°C.

De opbrengst wordt in beide gevallen bepaald met een zogenaamde flash test, of flitstest. De opbrengst wordt gemeten met een korte lichtpuls van de gegeven sterkte. Het zonnepaneel heeft op deze manier geen tijd om op te warmen en temperatuureffecten hebben dus geen invloed op de uitkomst van de meting.

Het idee achter deze standaardtests is dat de testomstandigheden altijd hetzelfde zijn, zodat verschillende zonnepanelen goed met elkaar vergeleken kunnen worden.

Veroudering en de opbrengst van zonnepanelen

De opbrengst van zonnepanelen waarmee wordt geadverteerd geldt als ze nieuw zijn. Een nieuw zonnepaneel van 400Wp levert bij een lichtinstraling van 1000W/m2 en een omgevingstemperatuur van 25°C een vermogen van 400W. Zonnepanelen verouderen echter en hun opbrengst neemt met de jaren langzaam af.

Hoe snel de zonnepanelen verouderen staat in het gegevensblad. Vaak wordt verwezen naar een opbrengstgarantie. Voor eerdere generaties zonnepanelen werd meestal een opbrengstgarantie van 80% na 25 jaar gegeven.

Moderne zonnepanelen verouderen minder snel door vooruitgang in de technologie. Onderstaande Figuur 2 geeft de verouderingscurve voor het zeer goede Aiko 450Wp full black zonnepaneel. Na 25 jaar heeft dit zonnepaneel nog een opbrengst van 90,6%, wat een erg goede veroudering is. Als je dit zonnepaneel daadwerkelijk 25 jaar zou gebruiken, zou je gemiddeld ongeveer 4,7% (100%-90,6%)/2 minder opbrengst hebben dan als je geen rekening houdt met veroudering.

De opbrengst van zonnepanelen in de zomer en in de winter

Het is algemeen bekend dat zonnepanelen in de zomer een stuk meer energie opwekken dan in de winter. In de zomer zijn de dagen een stuk langer en staat de zon een stuk hoger. Ook is het in de zomer minder vaak bewolkt dan in de winter. Maar hoe groot is eigenlijk het verschil in opbrengst?

Onderstaande figuur laat de jaaropbrengst van 2022 zien van een oost-west systeem van 18 zonnepanelen. Dit systeem heeft in 2022 in totaal 4.670 kWh opgewekt. De beste maand was in 2022 de maand juli, met een opgewekte energie van 724 kWh. De slechtste maand was december, met een opgewekte energie van 46 kWh. Dat is ongeveer 16x lager!

In de 4 beste maanden (mei, juni, juli en augustus) wekte dit systeem in totaal 2743 kWh op, of 59% van de totale jaaropbrengst.

In de 4 maanden met de laagste opbrengst (januari, februari, november en december) werd slecht 361 kWh opgewekt, of ongeveer 8% van de jaaropbrengst.

Het is duidelijk dat de opbrengst in de winter een stuk lager is dan in de zomer. Daar is helaas niks aan te doen, want dit is een gevolg van de plek waar we wonen. Bij de evenaar zijn geen seizoenen en zijn alle dagen het hele jaar door ongeveer even lang. Zonnepanelen zullen daar dus het hele jaar door ongeveer evenveel energie opwekken. In Nederland moeten we het doen met deze opbrengst.

De opbrengst van zonnepanelen aan een gevel

Als er geen ruimte meer is op het dak en je wilt meer zonnepanelen plaatsen, dan is het soms mogelijk om zonnepanelen aan de gevel te bevestigen. Let wel op dat hiervoor vaak een vergunning vereist is.

Onderstaande figuur laat de jaaropbrengst zien van een gevelinstallatie die geplaatst is richting het zuid-oosten. Volgens de figuur met correctiefactoren levert deze installatie ongeveer 70% van de energie van een ideaal geplaatst zonnepaneel.

Wat opvalt is dat de opbrengst gedurende het jaar constanter is dan voor het oost-west systeem dat eerder is behandeld. In de maanden maart tot en met september is het maximale verschil in opbrengst slechts ongeveer 25%.

Dit heeft ermee te maken dat in de lente en herfst de dagen weliswaar korter zijn, maar dat de zon ook wat lager staat. Daardoor vallen de zonnestralen rechter op de zonnepanelen, wat tot een hogere opbrengst leidt. Dit effect compenseert enigszins voor de kortere dagen.

In de winter worden de dagen zo kort dat de opbrengst alsnog fors inzakt. Maar toch wordt in de winter maanden januari, februari, november en december nog ruim 14% van de jaaropbrengst opgewekt.

PVCalc

PVCalc is een handige website waarop je de gegevens van je installatie kunt invullen om de zonnepanelen opbrengst te berekenen.

Onderstaande figuur geeft het resultaat van een berekening voor een zonnepaneel van 400Wp op de langste dag van het jaar 21 juni 2022. Het zonnepaneel is ideaal (helling 35°) gericht op het zuiden (oriëntatie 180°). Er is een omvormer toegepast van 300W.

Het is in de grafiek duidelijk te zien dat de omvormer het opgewekte vermogen op mooie dagen beperkt tot 300W. Toepassen van een zwaardere omvormer (rond 400W) zou het maximaal mogelijke vermogen hebben opgeleverd.

PVCalc geeft ook een tabel met de opbrengst per maand en per jaar. Standaard is deze opbrengst berekend voor gemiddelde weerdata, maar er kan rechtsboven ook een jaar worden geselecteerd. Voor gemiddelde weerdata zou de opbrengst van dit zonnepaneel 391 kWh zijn. Het gebruik van een omvormer van 400W zou de opbrengst verhogen naar 398 kWh per jaar. Dit laat zien dat een relatief kleine omvormer niet direct een veel lagere opbrengst tot gevolg heeft.

Desondanks raadt ZonnepanelenSuper aan om een grotere omvormer te gebruiken. Een grotere omvormer wordt relatief minder zwaar belast dan een kleinere omvormer. Dit heeft een positief op de levensduur van de omvormer. Dit staat in detail uitgelegd in het artikel Omvormer zonnepanelen: Kies het juiste vermogen.

Opbrengst van zonnepanelen en schaduw

Zonnepanelen en schaduw gaan uiteraard niet goed samen. Het is daarom altijd een goed idee om de zonnepanelen zo te plaatsen dat schaduw geen probleem is. Maar soms is het niet mogelijk om schaduw te voorkomen. Hoe ga je daarmee om? Hoe plaats je de zonnepanelen zodat je in ieder geval zo weinig mogelijk last hebt van de schaduw?

Dit vergt wat extra uitleg over hoe zonnepanelen zijn opgebouwd en hoe ze werken. Daarom hebben we een aparte pagina geschreven over hoe je de opbrengst van je zonnepanelen in de schaduw maximaliseert. In dit artikel wordt ook beschreven hoe je een inschatting kunt maken van de verliezen die optreden als je last hebt van schaduw.

Soms heb je maar één of enkele zonnepanelen die last hebben van schaduw. Je kunt dan toch een string omvormer gebruiken, dus een seriegeschakeld systeem. Optimizers kunnen helpen om de opbrengst te verbeteren. Als je wilt weten hoe dit werkt, lees dan het uitgebreide artikel Optimizers zonnepanelen en zonnestroomsystemen. Lees nu het echte verhaal!

Heb je veel last van schaduw, dan kun je de zonnepanelen het beste allemaal apart aansturen met micro-omvormers, of met een SolarEdge systeem. De zonnepanelen worden dan parallel aangesloten. Het artikel Zonnepanelen correct aansluiten: Serie of parallel? Een compleet overzicht geeft veel achtergrond informatie over deze systemen.

Temperatuursafhankelijkheid van de zonnepanelen opbrengst

De opbrengst van zonnepanelen is afhankelijk van de temperatuur van de zonnecellen. Als de zonnepanelen warmer worden gaat hun opbrengst iets omlaag. Dit heeft ermee te maken dat de spanning van de zonnecellen omlaag gaat.

In het gegevensblad van het zonnepaneel staat de temperatuurscoëfficient voor het geleverde maximum vermogen Pmax vermeld. Voor het eerder vermelde Aiko 450Wp full-black zonnepaneel is de temperatuurscoëfficient van het vermogen -0,29%/°C. Stel dus dat het zonnepaneel 30°C warmer wordt door de zon, dan levert het zonnepaneel 30 x 0,29 = 8,7% minder energie dan als het zonnepaneel nog gewoon 25°C zou zijn geweest.

Om deze reden kan het gebeuren dat het piekvermogen dat een zonnepaneel levert in de lente (als het nog koel is) hoger is dan in de warme zomer. Je kunt hier meer over lezen in het artikel Meer vermogen uit zonnepanelen bij bewolkt weer?