Opbrengst Zonne-panelen

Zonnestroom

Schema zonnestroom-systeem

Hoeveel energie levert de zon?
De hoeveelheid zonne-energie die de aarde bereikt is enorm. In één uur komt er op de aarde een hoeveelheid energie terecht die overeenkomt met het jaarlijkse wereldenergieverbruik! Alleen Nederland vangt per jaar al een hoeveelheid zonne-energie wat voldoende is om 60 maal in ons totale jaarlijkse energieverbruik te voorzien.

Hoe berekenen we de opbrengst van een zonnepanelen systeem
De sterkte van de zonnestraling verandert gedurende de dag, de tijd van het jaar en de weersomstandigheden.
Om toch te kunnen rekenen met gegevens over de instraling, kan de totale hoeveelheid zonne-energie worden uitgedrukt in uren volle zon per m2.
Als internationale standaard geldt dat bij “volle zon” een vermogen van 1000 W per m2 op het aardoppervlak wordt gestraald.
Eén uur volle zon levert dan 1000 Wh per vierkante meter( 1 kWh/m2). Dit getal wordt gebruikt bij het bepalen van het piekvermogen van een zonnepaneel.
Het begrip “volle zonuren” maakt het nu gemakkelijk de opbrengst van een zonnepaneel te berekenen.

Een vol zonuur (dus 1kWh/m2) komt overeen met de zonne-energie die op een wolkenloze zomerdag op een op de zon gericht vlak valt.

Het aantal volle zon uren in juni is gemiddeld 5 per dag en in december 0,5 uur. Gemiddeld per jaar is dat 2,7 uur per dag.
Het verschil tussen zonne-energie instraling in zomer en winter is dus een factor 10. Toch kan in de winter op een heldere dag gemakkelijk sprake zijn van een paar uur volle zon, en op een bewolkte zomerdag kan het minder zijn.
Het totale zonaanbod in Nederland komt overeen met ongeveer 1000 volle zonuren per jaar. (Het aantal ”gewone”zonuren varieert van 1400 tot 1700  uur per jaar)
Ter vergelijk; in Groenland bedraagt dit 750 en in Spanje 1500 volle zonuren per jaar.

Voor ontwerp van zonnestroom systemen wordt in Nederland 1000 kWh/m2/jaar als kengetal gehanteerd.

De hoeveelheid stroom die een zonnestroom-systeem produceert is verder afhankelijk van de grote en het rendement van de gebruikte panelen.
De opbrengst van een paneel wordt bepaald bij een vol zonuur (dus 1 kWh/m2) en wordt uitgedrukt in Wattpiek (Wp). Dit is hoeveel stroom het paneel maakt bij een instraling van 1 kWh/m2.

In Nederland wordt de maximale opbrengst op jaarbasis behaald met een paneel dat recht op het zuiden is gericht onder een hoek van 35 graden. Niet iedereen heeft een dak op het zuiden. Dat is geen probleem. Een dak op het oosten of westen kan ook nog zo’n 85% van de jaarlijkse hoeveelheid licht opvangen. Panelen reageren niet alleen op zonlicht maar zetten ook indirect licht om in bruikbare energie.
Op een plat dak kunnen kunnen de panelen altijd optimaal gericht worden. Wanneer de panelen vlak worden neergelegd is nog steeds een goed rendement mogelijk.

Rekenvoorbeeld

We nemen als voorbeeld, een door SolSolutions veel gebruikt monokristallijn  paneel van 265Wp.

Bij een installatie van 18 panelen gericht  op het zuiden geldt dan het volgende:
De nominale opbrengst is dan 18 x 265 = 4770Watt.  Schijnt de zon 1 uur op de panelen, dan maakt u in theorie dus  4,77KWh. Dit is de eenheid waarmee u ook de stroom afrekent met uw stroomleverancier.

Omdat niet alle zon optimaal op het paneel valt, corrigeren we de opbrengst en rekenen we met 850 tot 950kWh per geïnstalleerde kWp.
Om een indicatie te hebben van de opbrengst in een heel jaar gaat men uit van 1000 x 0.85 x 4770 = 4055kWh.
1000  staat voor het aantal volle zonuren.
0,85   factor om de verliezen, met name omdat de stand van de zon wisselt, te corrigeren.
4770   is de maximale opbrengst van de 18 panelen.

De opbrengst van 18 panelen is dus ruim 4055 kWh. Met de huidige prijs voor  electra is dit goed voor €900,-

Wanneer we voor 18 panelen een investering rekenen van €9000,- heeft u een rendement van 7% op uw investering en dat zonder inflatie!