Hoe kun je de opbrengst van zonnepanelen berekenen? In Nederland levert elke Wp van een zonnepaneel in de meest ideale situatie ongeveer 0,9 kWh per jaar op. Dit geldt wanneer de zonnepanelen zijn geplaatst onder een hellingshoek van 35° en gericht zijn op het zuiden. Een zonnepaneel met een vermogen van 400Wp kan in dat geval maximaal 0,9 × 400 = 360 kWh per jaar produceren.
Bij een elektriciteitsprijs van €0,40 per kWh levert een zonnepaneel van 400Wp daarmee maximaal €144,- per jaar op. Omgerekend komt dit neer op een opbrengst van €0,36 per Wp. Een complete doe-het-zelf zonnepanelenset is al verkrijgbaar vanaf €0,46 per Wp, wat laat zien dat het financieel zeer aantrekkelijk is om zonnepanelen te installeren.
De opbrengst van zonnepanelen verschilt echter per regio in Nederland. In sommige gebieden schijnt de zon structureel vaker dan in andere delen van het land. De onderstaande figuur van het CBS toont de gemiddelde Nederlandse jaaropbrengst in 2017, uitgedrukt in kWh per Wp. In Zeeland wordt bijvoorbeeld 10 tot 15% meer zonne-energie opgewekt dan in het noordoosten van Groningen.
Met behulp van deze kaart kun je de berekening van je verwachte opbrengst verder verfijnen.
Corrigeren voor helling en richting
Staan je zonnepanelen in een andere richting of onder een andere hellingshoek? Gebruik dan de correctiefactoren in figuur 1 om de opbrengst van je zonnepanelen aan te passen. Met deze correctiefactoren kun je eenvoudig een realistische inschatting maken van de verwachte opbrengst.
Zijn je zonnepanelen bijvoorbeeld geplaatst onder een hoek van 10° en gericht op het oosten, dan hoort daar een correctiefactor van 0,87 bij. Dit betekent dat je nog ongeveer 87% van de maximale opbrengst behaalt. Het eerder genoemde zonnepaneel van 400Wp zou in dat geval circa 0,87 × 360 = 313 kWh per jaar opwekken.
Bij een elektriciteitsprijs van €0,40 per kWh komt dit neer op een jaarlijkse opbrengst van €125,20. Dat betekent een opbrengst van €0,313 per Wp. Een complete doe-het-zelf zonnepanelenset is al verkrijgbaar vanaf €0,46 per Wp. Ook bij een oost-west opstelling is het rendement op je investering dus zeer aantrekkelijk.
Figuur 1: Zonnepanelen opbrengst berekenen: Correctiefactoren voor richting en hoek
Dit vormt de basisberekening voor de opbrengst van je zonnepanelen en geeft al een goede eerste indicatie van wat je installatie zal opleveren.
Tip: wanneer je zonnepanelen op het oosten plaatst, is het verstandig om hetzelfde aantal panelen op het westen te installeren. Zo wordt de energieproductie beter over de dag verdeeld, waardoor het eenvoudiger is om de opgewekte stroom zelf te verbruiken.
Het gegevensblad lezen: STC en NOCT
n het gegevensblad van een zonnepaneel staan diverse specificaties vermeld. Deze hebben betrekking op de opbouw van het paneel, de afmetingen en de elektrische eigenschappen, zoals het vermogen en de spanningen.
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. Dit betekent dat de elektrische eigenschappen in deze kolom zijn gemeten bij een lichtintensiteit van 1000 W/m², een omgevingstemperatuur van 25 °C en een lichtspectrum van AM1.5.
NOCT staat voor Nominal Operating Cell Temperature en is in de basis een test om te bepalen welke temperatuur de zonnecellen bereiken bij een bepaalde lichtinval. De omstandigheden van deze test worden vaak gebruikt om de opbrengst van een zonnepaneel te benaderen bij lagere lichtintensiteit. De NOCT-opbrengst wordt gemeten bij een instraling van 800 W/m² en een omgevingstemperatuur van 20 °C.
In beide gevallen wordt de opbrengst vastgesteld met een zogenaamde flash- of flitstest. Hierbij wordt het zonnepaneel belicht met een korte lichtpuls van de opgegeven intensiteit. Omdat het paneel hierdoor geen tijd heeft om op te warmen, hebben temperatuureffecten geen invloed op het meetresultaat.
Het uitgangspunt van deze standaardtests is dat de testcondities altijd gelijk zijn, zodat verschillende zonnepanelen objectief met elkaar vergeleken kunnen worden.
Veroudering en de opbrengst van zonnepanelen
De opbrengst waarmee zonnepanelen worden geadverteerd, geldt voor nieuwe panelen. Een nieuw zonnepaneel van 400Wp levert bij een instraling van 1000 W/m² en een omgevingstemperatuur van 25 °C een vermogen van 400 W. In de loop der jaren verouderen zonnepanelen echter, waardoor hun opbrengst geleidelijk afneemt.
Hoe snel deze veroudering plaatsvindt, is terug te vinden in het gegevensblad van het zonnepaneel. Vaak wordt dit aangegeven in de vorm van een opbrengstgarantie. Bij oudere generaties zonnepanelen werd doorgaans uitgegaan van een garantie van 80% restopbrengst na 25 jaar.
Door technologische ontwikkelingen verouderen moderne zonnepanelen minder snel. In figuur 2 is bijvoorbeeld de verouderingscurve te zien van het Aiko 450Wp full black zonnepaneel. Na 25 jaar levert dit paneel nog 90,6% van het oorspronkelijke vermogen, wat wijst op een zeer goede levensduur. Wanneer je dit zonnepaneel daadwerkelijk 25 jaar gebruikt, komt de gemiddelde opbrengst ongeveer 4,7% lager uit dan in een situatie waarin geen rekening wordt gehouden met veroudering, berekend als
Figuur 2: Verouderingscurve voor het Aiko 450Wp full-black zonnepaneel
De opbrengst van zonnepanelen in de zomer en in de winter
Het is algemeen bekend dat zonnepanelen in de zomer aanzienlijk meer energie produceren dan in de winter. In de zomer zijn de dagen langer, staat de zon hoger aan de hemel en is het gemiddeld minder vaak bewolkt dan in de winter. Maar hoe groot is dat verschil in opbrengst nu precies?
De onderstaande figuur toont de jaaropbrengst van 2022 van een oost-west systeem met 18 zonnepanelen. In dat jaar heeft dit systeem in totaal 4.670 kWh opgewekt. De maand met de hoogste opbrengst was juli, met een productie van 724 kWh. December was de minst productieve maand, met slechts 46 kWh aan opgewekte energie. Dat betekent dat de opbrengst in december ongeveer 16 keer lager was dan in juli.
In de vier maanden met de hoogste opbrengst (mei, juni, juli en augustus) produceerde dit systeem samen 2.743 kWh, wat neerkomt op 59% van de totale jaaropbrengst.
In de vier maanden met de laagste opbrengst (januari, februari, november en december) werd slechts 361 kWh opgewekt. Dat is ongeveer 8% van de totale jaarproductie.
Het verschil tussen zomer- en winteropbrengst is dus aanzienlijk. Helaas is hier weinig aan te veranderen, omdat dit samenhangt met onze geografische ligging. Rond de evenaar zijn er nauwelijks seizoenen en zijn de dagen het hele jaar door ongeveer even lang. In zulke gebieden wekken zonnepanelen daardoor vrijwel constant energie op. In Nederland moeten we rekening houden met deze seizoensgebonden verschillen in opbrengst.
De opbrengst van zonnepanelen aan een gevel
Wanneer er geen ruimte meer beschikbaar is op het dak en je toch extra zonnepanelen wilt plaatsen, kan het in sommige gevallen mogelijk zijn om zonnepanelen aan de gevel te monteren. Houd er wel rekening mee dat hiervoor vaak een vergunning nodig is.
De onderstaande afbeelding toont de jaaropbrengst van een gevelinstallatie die is geplaatst met een zuidoostelijke oriëntatie. Op basis van de figuur met correctiefactoren levert deze opstelling ongeveer 70% van de energie op ten opzichte van een ideaal geplaatst zonnepaneel.
Wat opvalt, is dat de opbrengst over het jaar heen gelijkmatiger is dan bij het eerder besproken oost-west systeem. In de periode van maart tot en met september bedraagt het maximale verschil in maandelijkse opbrengst slechts ongeveer 25%.
Dit komt doordat in het voor- en najaar de dagen wel korter zijn, maar de zon lager aan de hemel staat. Hierdoor vallen de zonnestralen rechter op de zonnepanelen, wat zorgt voor een hogere opbrengst. Dit effect compenseert deels het nadeel van de kortere dagen.
In de winter zijn de dagen echter zo kort dat de opbrengst alsnog sterk afneemt. Desondanks wordt in de wintermaanden januari, februari, november en december samen nog steeds ruim 14% van de totale jaaropbrengst opgewekt.
is een handige website waarop je de gegevens van je zonne-installatie kunt invoeren om de verwachte opbrengst van je zonnepanelen te berekenen.
De onderstaande figuur toont het resultaat van een berekening voor een zonnepaneel van 400Wp op de langste dag van het jaar, 21 juni 2022. Het zonnepaneel is ideaal geplaatst: gericht op het zuiden (oriëntatie 180°) en onder een hellingshoek van 35°. In dit voorbeeld is gebruikgemaakt van een omvormer met een vermogen van 300W.
In de grafiek is duidelijk te zien dat de omvormer op zonnige momenten het opgewekte vermogen afvlakt tot maximaal 300W. Door in dit geval een zwaardere omvormer toe te passen, bijvoorbeeld rond de 400W, zou het maximale mogelijke vermogen wel benut zijn.
PVCalc geeft daarnaast een tabel weer met de opbrengst per maand en de totale jaaropbrengst. Standaard wordt deze opbrengst berekend op basis van gemiddelde weergegevens, maar rechtsboven in de tool kan ook een specifiek jaar worden geselecteerd. Bij gebruik van gemiddelde weerdata komt de jaaropbrengst van dit zonnepaneel uit op 391 kWh. Wanneer in plaats daarvan een omvormer van 400W wordt toegepast, stijgt de jaarlijkse opbrengst naar 398 kWh. Dit laat zien dat het gebruik van een relatief kleine omvormer niet direct leidt tot een sterk lagere opbrengst.
Toch adviseert helionenergie om een zwaardere omvormer te kiezen. Een grotere omvormer wordt namelijk minder zwaar belast dan een kleinere variant, wat een positief effect heeft op de levensduur van de omvormer. Dit wordt uitgebreid toegelicht in het artikel Omvormer zonnepanelen: Kies het juiste vermogen.
Opbrengst van zonnepanelen en schaduw
Zonnepanelen en schaduw zijn geen ideale combinatie. Daarom is het altijd verstandig om zonnepanelen zo te positioneren dat schaduw zoveel mogelijk wordt vermeden. In de praktijk is dit echter niet altijd haalbaar. Hoe ga je om met situaties waarin schaduw onvermijdelijk is? En hoe kun je de zonnepanelen zo plaatsen dat de invloed van schaduw zoveel mogelijk wordt beperkt?
Dit vraagt om wat extra uitleg over de opbouw van zonnepanelen en de manier waarop ze functioneren. Daarom hebben we een aparte pagina geschreven over hoe je de opbrengst van je zonnepanelen in de schaduw maximaliseert. In dat artikel wordt ook uitgelegd hoe je een inschatting kunt maken van de verliezen die ontstaan wanneer je te maken hebt met schaduw.
In dat artikel wordt bovendien uitgelegd hoe je kunt inschatten welke verliezen optreden wanneer je zonnepanelen te maken hebben met schaduw. 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!
Wanneer je veel last hebt van schaduw, is het aan te raden om de zonnepanelen afzonderlijk aan te sturen met micro-omvormers of met een SolarEdge systeem. In dat geval worden de zonnepanelen 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 hangt samen met de temperatuur van de zonnecellen. Naarmate de zonnepanelen warmer worden, neemt de opbrengst iets af. Dit komt doordat de spanning van de zonnecellen daalt bij hogere temperaturen.
In het gegevensblad van een zonnepaneel staat de temperatuurscoëfficiënt van het maximale vermogen (Pmax) vermeld. Voor het eerder genoemde Aiko 450Wp full-black zonnepaneel bedraagt deze temperatuurscoëfficiënt −0,29% per °C. Wanneer het zonnepaneel door zoninstraling bijvoorbeeld 30 °C warmer wordt, levert het paneel daardoor 30 × 0,29 = 8,7% minder energie dan bij een temperatuur van 25 °C.
Om deze reden kan het voorkomen dat het piekvermogen van een zonnepaneel in het voorjaar, wanneer het nog relatief koel is, hoger ligt dan in de warme zomermaanden. Meer hierover lees je in het artikel Meer vermogen uit zonnepanelen bij bewolkt weer?
