Zonnepanelen opbrengst bij hittegolf: temperatuurverlies

Wat is het?

Tijdens een hittegolf daalt de opbrengst van je zonnepanelen. Dit fenomeen heet temperatuurverlies.

Veel mensen denken dat meer zon automatisch meer stroom betekent, maar de hitte zelf werkt je tegen. Het is een bekend effect in de zonne-energiesector. Zonnepanelen zijn ontworpen om licht om te zetten, niet om extreme warmte te weerstaan.

Wanneer de temperatuur boven de 25 graden Celsius stijgt, verliezen ze efficiëntie. Dit betekent niet dat je panelen op een zonnige, hete dag niets opleveren.

Ze produceren nog steeds veel stroom. Maar in vergelijking met een zonnige, koele dag is het rendement per zonnestraal lager.

Hoe werkt het precies?

Elk zonnepaneel heeft een temperatuurcoëfficiënt. Dit getal, vaak rond de -0,4% per graad Celsius, geeft aan hoeveel vermogen het paneel verliest boven de 25 graden.

Stel, het is 35 graden op je dak. Dan is het 10 graden warmer dan de standaardtestconditie. Een simpel rekensommetje: 10 graden x -0,4% = -4% vermogensverlies.

Een paneel van 400 Wattpiek levert op dat moment dus nog maar 384 Wattpiek piekvermogen. De werkelijke opbrengst hangt ook af van de zoninstraling, maar de hitte knabbelt eraan.

De warmte beïnvloedt de elektrische spanning in de cellen. Hogere temperatuur verlaagt de spanning.

Aangezien vermogen spanning x stroom is, daalt het totale vermogen wanneer de spanning zakt, zelfs als de stroom door de zon gelijk blijft.

De wetenschap erachter

Het hart van een zonnecel is een halfgeleidermateriaal, meestal silicium. Licht (fotonen) uit zonnestralen slaat elektronen los in dit materiaal, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

Dit heet het fotovoltaïsch effect. Warmte zorgt echter voor extra trillingen in het kristalrooster van het silicium. Deze trillingen, fotonen genaamd, verstoren de geordende stroom van losgemaakte elektronen.

Het gevolg: meer elektronen verliezen hun energie als warmte in plaats van als bruikbare elektriciteit.

Daarnaast neemt de intrinsieke geleiding van het materiaal toe bij hitte. Dit creëert een soort interne kortsluiting, waardoor de spanning over de cel daalt. De cel wordt dus minder efficiënt in het omzetten van lichtenergie naar elektrische energie, in vergelijking met de opbrengst bij vrieskou.

Voordelen en nadelen

Het belangrijkste nadeel is duidelijk: lagere opbrengst op de heetste zomerdagen. Dit is frustrerend, juist wanneer de zon volop schijnt.

Voor je energierekening betekent het minder eigen opgewekte stroom op die momenten. Een ander nadeel is de mogelijke extra slijtage. Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen kan de materialen in het paneel en de omvormer op termijn belasten en leiden tot rendementsdaling bij hoge temperaturen.

Kwalitatieve panelen zijn hier echter tegen ontworpen. Er is ook een voordeel: de zonneschijn is in Nederland over het algemeen het sterkst in de lente en vroege zomer, wanneer de temperaturen nog mild zijn.

Dit is precies wanneer het temperatuurverlies minimaal is, wat samenhangt met de optimale temperatuur voor zonnepanelen. Je piekopbrengst valt dus gunstig samen met koeler weer.

Een indirect voordeel is dat dit fenomeen je bewust maakt van het belang van een goede installatie. Door te kieien voor panelen met een betere (lagere negatieve) temperatuurcoëfficiënt en te zorgen voor voldoende ventilatie achter de panelen, kun je het verlies beperken.

Voor wie relevant?

Dit is relevant voor iedereen met zonnepanelen of plannen daarvoor. Vooral als je dak weinig ventilatie heeft, bijvoorbeeld een plat dak met donkere dakbedekking, is het effect sterker.

De hitte kan dan niet goed weg. Ook voor mensen met een thuisaccu is dit interessant. Je kunt de stroomproductie op een koele, zonnige lentedag gebruiken om de accu op te laden.

Die stroom kun je dan 's avonds of op een minder productieve, hete dag gebruiken, waardoor je het temperatuurverlies deels compenseert.

Voor wie nieuwe panelen vergelijkt, is de temperatuurcoëfficiënt een belangrijk criterium. Kijk niet alleen naar het piekvermogen (Wattpiek), maar ook naar deze waarde. Een paneel met -0,35% per graad presteert bij hitte beter dan een met -0,45%. Tot slot is het relevant voor je financiële planning.

Verwacht niet de allerhoogste opbrengst op de allerheetste dagen. De jaaropbrengst wordt het meest bepaald door het totale aantal zonuren, waarbij de koelere, zonnige dagen de hoofdmoot leveren. Subsidies en salderingsregelingen blijven dus onverminderd interessant, ondanks dit tijdelijke verlies.