Zonnepanelen op een Noord-gericht dak: wanneer is het nog rendabel?

Wat is het?

Een noordgericht dak is een dakvlak dat naar het noorden is georiënteerd. In Nederland betekent dit dat dit dakdeel gedurende de dag relatief weinig direct zonlicht ontvangt.

De zon staat hier immers het grootste deel van het jaar aan de zuidelijke hemel.

Daarom wordt traditioneel aangenomen dat zonnepanelen op zo'n dak niet rendabel zijn. Toch is dat beeld aan het veranderen. Moderne zonnepanelen worden steeds efficiënter in het omzetten van diffuus licht, het indirecte zonlicht dat ook op bewolkte dagen en op schaduwrijke plekken aanwezig is.

Dit opent deuren voor daken die voorheen werden afgeschreven. De vraag is dus niet meer of het kan, maar wanneer het nog financieel interessant wordt. Rendabeliteit hangt af van een combinatie van factoren: de specifieke hellingshoek van je dak, eventuele schaduw van bomen of omliggende gebouwen, je eigen energieverbruik en de prijs van de installatie. Met de juiste configuratie en een realistische verwachting van de opbrengst kan een noordgericht dak alsnog een waardevolle bijdrage leveren aan je energiehuishouding.

Hoe werkt het precies?

De installatie van zonnepanelen op een noordgericht dak verschilt niet fundamenteel van een standaardinstallatie. De panelen worden op dezelfde manier op het dakvlak gemonteerd.

Het cruciale verschil zit in de hoek en de verwachte opbrengst. Voor een optimaal rendement op een noordgericht dak wordt vaak een steilere hellingshoek geadviseerd, bijvoorbeeld 35 tot 45 graden, om het vangen van het lage zonlicht in de winter te maximaliseren. Een belangrijke technische overweging is de keuze voor panelen met een hoge efficiëntie bij weinig licht.

Sommige panelen presteren beter dan andere onder diffuse lichtomstandigheden. Ook de omvormer speelt een rol; een omvormer met een breed werkingsbereik kan de beschikbare energie uit de minimale instraling beter benutten.

De installateur zal een specifieke opbrengstberekening maken. Hierbij wordt rekening gehouden met de exacte oriëntatie, de helling, eventuele schaduwval (een zogenaamde schaduwsimulatie) en de lokale weersomstandigheden. Verwacht geen opbrengsten die vergelijkbaar zijn met een optimaal zuidgericht dak. Realistisch is een opbrengst die 70% tot 85% bedraagt van wat een ideaal geplaatst systeem zou opleveren.

De terugverdientijd zal hierdoor langer zijn, gemiddeld 10 tot 14 jaar in plaats van 7 tot 10 jaar voor een zuid-opstelling. Toegenomen elektriciteitsprijzen en eventuele toekomstige salderingswijzigingen kunnen deze berekening echter positief beïnvloeden.

De wetenschap erachter

De opbrengst van een zonnepaneel is direct gerelateerd aan de hoeveelheid instraling die het ontvangt, uitgedrukt in kWh per vierkante meter per jaar. In Nederland is de totale instraling op een horizontaal vlak gemiddeld zo'n 1000 kWh/m².

Een optimaal naar het zuiden gericht paneel vangt hier het maximale van op.

Op een noordgericht dak is de directe instraling van de zon aanzienlijk lager. De zonnestralen vallen onder een veel schuinere hoek op het paneel, waardoor de energie over een groter oppervlak wordt verspreid. Daarom is de diffuse straling zo belangrijk.

Dit is het licht dat door de atmosfeer en wolken wordt verstrooid en vanuit alle richtingen komt. Op bewolkte dagen kan dit wel 80% van de totale lichtinval zijn. De wetenschap achter de rendabiliteit draait om twee principes: de cosinuswet en het rendement van panelen bij diffuus licht. De cosinuswet verklaart waarom de directe opbrengst daalt met de hoek waaronder het licht invalt.

Het rendement bij diffuus licht is de eigenschap van een paneel om ook van indirect licht elektriciteit te maken.

Nieuwere celtechnologieën, zoals sommige types monokristallijn en glas-glas panelen, excelleren hierin. De totale jaaropbrengst is dus een optelsom van de (geringe) directe opbrengst en de (relatief belangrijkere) diffuse opbrengst.

De verhouding tussen deze twee verschilt per locatie en per seizoen. In de zomer is de directe component belangrijker, in de winter domineert het diffuse licht.

Voordelen en nadelen

Het grootste voordeel is het benutten van anders ongebruikt dakoppervlak. Voor veel woningen is het noordelijke dakvlak groot en onbenut. Je verhoogt je eigen energieproductie en verlaagt je afname van het net, wat je energierekening direct verlaagt.

Daarnaast is de installatie vaak esthetisch aantrekkelijker; vanaf de straat zijn de panelen op een noorddak vaak niet of nauwelijks zichtbaar.

Een ander voordeel is de gelijkmatigere productie over de dag. Terwijl zuidpanelen een piek rond het middaguur hebben, produceren noordpanelen juist in de vroege ochtend en late namiddag meer, wanneer de zon laag staat en vanuit het noordoosten of noordwesten schijnt.

Dit kan beter aansluiten bij een normaal huishoudelijk verbruikspatroon. De nadelen zijn evident: de lagere opbrengst per paneel. Je hebt dus meer panelen nodig voor dezelfde hoeveelheid stroom, wat de initiële investering verhoogt.

De terugverdientijd is langer, wat het financiële risico vergroot, zeker bij onvoorziene omstandigheden zoals schaduwgroei.

Daarnaast is er een hoger risico op schaduw van nabije objecten zoals schoorstenen, dakkapellen of bomen. Omdat de instraling al laag is, heeft schaduw een relatief grotere impact op de totale opbrengst. Een gedegen schaduwanalyse is daarom essentieel. Tot slot kan de opbrengst in de wintermaanden zeer laag zijn, waardoor je dan nog sterk afhankelijk blijft van het net.

Voor wie relevant?

Dit is met name relevant voor huiseigenaren met een groot noordgericht dakvlak en een beperkt of geen geschikt zuid-, oost- of westgericht dak, met het verlies bij zuid-oost of zuid-west oriëntatie als aandachtspunt.

Denk aan woningen met een zadeldak dat exact noord-zuid is georiënteerd. Als je het noordelijke dakvlak onbenut laat, laat je een groot deel van je potentiële energieproductie liggen.

Verder is het interessant voor mensen die primair zelfvoorzienend willen zijn en hun eigen energieverbruik overdag willen opvangen. De productiecurve van noordpanelen kan goed aansluiten op een verbruik met een piek in de ochtend en avond. In combinatie met een thuisaccu wordt dit effect versterkt, en zonnepanelen aan het water kunnen voor extra opbrengst zorgen; de opgewekte stroom kan dan worden opgeslagen voor gebruik op een later moment. Ook voor wie toekomstbestendig wil investeren, is het een optie.

Als de salderingsregeling in de toekomst wordt afgebouwd, wordt zelfconsumptie belangrijker. Elke kWh die je zelf opwekt en direct gebruikt, is dan direct geld waard.

Een noord-opstelling draagt hieraan bij, ook al is de opbrengst per paneel lager dan bij een oost-west opstelling. Ten slotte is het een oplossing voor wie esthetische bezwaren heeft tegen panelen aan de straatzijde van het huis. De panelen zijn op het noorddak onzichtbaar vanaf de openbare weg.

Voor een weloverwogen besluit is een persoonlijk rendementsberekening door een gecertificeerde installateur onmisbaar. Die kan exact uitrekenen wat jouw specifieke dak oplevert en wat de terugverdientijd is.