Hoe de elektriciteitsproductie van zonnepanelen berekenen?

De productie van een fotovoltaïsche cel hangt uiteraard af van de zon. Daarom is het onmogelijk om van tevoren te zeggen hoeveel elektriciteit een zonnepaneel zal produceren: de productie zal verschillen afhankelijk van de plaats waar u het installeert en zelfs afhankelijk van de positie die u het geeft.

Het doel van dit artikel is om u te helpen de werkelijke productie te evalueren op de plaats waar u van plan bent uw zonnepanelen te installeren.

Watt, watt-piek, watt-uur?

Het vermogen van zonnepanelen wordt uitgedrukt in watt-piek: een paneel van 1kWp produceert een vermogen van 1kW onder standaardomstandigheden, de geproduceerde energie is dus 1kWh per uur onder dezelfde omstandigheden. Maar let op, dit is alleen waar in een laboratorium, voor een echte installatie is er geen direct verband tussen watt-piek, watt en watt-uur!

De energie die onder reële omstandigheden wordt geproduceerd, zal over het algemeen aanzienlijk lager zijn dan die welke onder standaardomstandigheden zou zijn geproduceerd. Ze zal voornamelijk afhangen van 3 factoren:

• de dagelijkse globale straling, dat wil zeggen de zonnestraling
• de positie van de zonnepanelen (oriëntatie en helling)
• de temperatuur

Er zijn twee manieren om de productie te berekenen:

• U kunt een software voor zonnestralingssimulatie gebruiken, bijvoorbeeld degene die de Europese Unie gratis aanbiedt om het zonnepotentieel overal in Europa of Afrika te berekenen
• Als u geen hulpmiddel vindt dat aan uw behoeften voldoet of als u zelf de door een software geleverde resultaten wilt verifiëren, moet u de onderstaande methode gebruiken.

Eerste stap: de zon

Om te beginnen moet u uitzoeken hoeveel energie er dagelijks van de zon in uw regio wordt ontvangen. Deze hoeveelheid wordt dagelijkse straling of globale dagelijkse straling of geïntegreerde zonnestraling genoemd, en wordt uitgedrukt in watt-uur per vierkante meter per dag (Wh/m²/d) voor een gegeven helling.

Deze gegevens kunnen worden verkregen bij meteorologische diensten of professionals (bijvoorbeeld uw leverancier van zonnepanelen).

De zonnestraling varieert uiteraard afhankelijk van het seizoen, dus wordt vaak als maandgemiddelde verstrekt. In de praktijk is vooral de waarde van de slechtste maand (in de winter in gematigde gebieden, tijdens het regenseizoen in equatoriale en tropische gebieden) van belang, aangezien het doel is om een zonne-installatie te ontwerpen die het hele jaar door in de energiebehoefte kan voorzien: wie het meeste kan, kan het minste, de dimensionering zal over het algemeen gebaseerd zijn op de slechtste maand.

De waarde van de beste maand kan ook interessant zijn om een idee te krijgen van de maximale productie van de installatie.

De opgegeven waarde hangt ook af van de hoek waaronder de meting is uitgevoerd. Over het algemeen wordt de meting horizontaal uitgevoerd. Als u de straling onder een andere hoek wilt verkrijgen, hoeft u alleen de waarde horizontaal te delen door de cosinus van de hoek die u interesseert.

Verliezen gerelateerd aan de oriëntatie van de panelen

De hoek gevormd door de zonnestralen en het zonnepaneel wordt de invalshoek genoemd (genoteerd als α). De productie is maximaal als de zonnestralen de oppervlakte van het paneel loodrecht bereiken om 12 uur (zonnetijd).

Over het algemeen probeert men de productie te optimaliseren tijdens de maand met de minste zonneschijn: de zonnestralen moeten dus loodrecht op het paneel staan tijdens deze maand.

Voor meer informatie hierover, zie het artikel: De optimale oriëntatie en helling voor een zonnepaneel vinden

Verliezen gerelateerd aan de temperatuur

Het piekvermogen wordt gegeven voor een temperatuur van 25°C. Als de werkelijke temperatuur veel hoger is dan deze waarde, moet hiermee rekening worden gehouden. De verliezen zullen dan 0,4% per graad zijn voor een mono- of polykristallijne cel (de meest voorkomende) en 0,3% per graad voor andere technologieën.

Let op: het gaat om de temperatuur van het zonnepaneel en niet om de omgevingstemperatuur. De temperatuur van het paneel is hoger dan de luchttemperatuur (bijvoorbeeld met 10°C).

Tot slot
De energie die geleverd zal worden voor 1kWc geïnstalleerd is ongeveer:
Dagelijkse globale straling x sin(α) x (1 - (temperatuur - 25) x 0,004)