Zonnepanelen en zonnig weer lijken de ideale combinatie. Hoe meer zon, hoe meer elektriciteit je zonnepanelen kunnen produceren. Toch? Helaas zit daar een kleine kanttekening aan. Zonnepanelen houden namelijk wel van veel zonlicht, maar niet van extreem hoge temperaturen. Tijdens warme zomerdagen kan het rendement daardoor iets afnemen. Betekent dit dat zonnepanelen tijdens een hittegolf nauwelijks iets opleveren? Zeker niet. Juist op zonnige zomerdagen produceren zonnepanelen vaak veel elektriciteit. Wel kan de opbrengst lager zijn dan je op basis van de hoeveelheid zonlicht zou verwachten.
Leveren zonnepanelen minder op bij hitte?
Ja, zonnepanelen leveren bij hoge temperaturen iets minder vermogen. Dit komt doordat zonnecellen minder efficiënt werken wanneer ze warmer worden. Vooral de temperatuur van het zonnepaneel zelf is hierbij belangrijk en die kan op een zonnige zomerdag veel hoger worden dan de buitentemperatuur. Het klinkt misschien tegenstrijdig. Zonnepanelen hebben immers zon nodig om elektriciteit op te wekken. Maar het is vooral zonlicht dat voor de productie zorgt en niet de warmte van de zon. Daarom kan een heldere, koele voorjaarsdag bijzonder gunstig zijn voor zonnepanelen: er is veel zonlicht, terwijl de panelen relatief koel blijven.
Waarom hitte het rendement van zonnepanelen verlaagt
Zonnepanelen zetten licht om in elektriciteit met behulp van zonnecellen. Naarmate deze zonnecellen warmer worden, daalt de spanning die ze kunnen leveren. Daardoor neemt het maximale vermogen van het zonnepaneel af. Hoe sterk dat gebeurt, wordt aangegeven met de temperatuurcoëfficiënt van een zonnepaneel. Bij moderne zonnepanelen ligt deze vaak ergens rond de -0,3 tot -0,4 procent per graad Celsius. De exacte waarde verschilt per type en fabrikant en kun je terugvinden in de technische specificaties van het paneel.
Vanaf welke temperatuur leveren zonnepanelen minder op?
Het opgegeven vermogen van zonnepanelen wordt doorgaans bepaald onder standaard testomstandigheden, waarbij wordt gerekend met een celtemperatuur van 25 °C. Zodra de zonnecellen warmer worden dan 25 °C, neemt hun efficiëntie geleidelijk af. Daarbij is het belangrijk om onderscheid te maken tussen buitentemperatuur en paneeltemperatuur. Wanneer het buiten bijvoorbeeld 30 °C is en de zon volop op het dak schijnt, kunnen zonnepanelen zelf gemakkelijk veel warmer worden. De temperatuur van een paneel kan dan oplopen tot ongeveer 50, 60 °C of soms nog hoger, afhankelijk van onder andere de ligging, ventilatie, wind en manier waarop de panelen zijn gemonteerd. Een buitentemperatuur van 30 °C betekent dus niet dat je bij het berekenen van het warmteverlies alleen naar het verschil tussen 25 en 30 °C moet kijken.
Hoge opbrengst ondanks een hittegolf
Hoeveel rendement zonnepanelen bij hitte verliezen, hangt vooral af van de temperatuur van de panelen en hun temperatuurcoëfficiënt. Stel dat een zonnepaneel een temperatuurcoëfficiënt heeft van -0,35% per °C en de zonnecellen op een hete, zonnige dag een temperatuur van 60 °C bereiken. Dat is 35 graden boven de standaard celtemperatuur van 25 °C. Het theoretische vermogensverlies door de hogere temperatuur bedraagt dan:
35 × 0,35% = ongeveer 12,25%
Dat betekent niet automatisch dat je zonnepanelen die dag 12,25% minder energie produceren dan op een gemiddelde dag. Het percentage geeft aan hoeveel lager het vermogen onder dezelfde hoeveelheid zonlicht kan zijn door de hogere celtemperatuur. Op een hete zomerdag is er tegelijkertijd vaak veel zoninstraling en zijn de dagen lang. De totale dagopbrengst kan daardoor alsnog hoog zijn.
Leveren zonnepanelen tijdens een hittegolf nog genoeg stroom?
Ja, ook tijdens een hittegolf kunnen zonnepanelen veel elektriciteit produceren. Hoewel hun efficiëntie door de hoge temperatuur afneemt, krijgen de panelen op heldere zomerdagen vaak urenlang veel zonlicht. Een hittegolf betekent daarom niet automatisch een slechte opbrengst. Het verschil wordt vooral duidelijk wanneer je twee dagen met ongeveer dezelfde hoeveelheid zonlicht vergelijkt. Bij vergelijkbare omstandigheden zal een zonnepaneel op een zonnige maar koelere dag doorgaans efficiënter werken dan op een zeer hete dag.
Werken zonnepanelen beter bij koud weer?
Zonnepanelen werken efficiënter wanneer ze koel blijven. Een koude, zonnige dag kan daardoor uitstekende omstandigheden bieden voor zonnepanelen. Toch betekent dit niet dat zonnepanelen in de winter automatisch meer elektriciteit produceren dan in de zomer. In de winter zijn de dagen korter, staat de zon lager en is er in Nederland gemiddeld minder zoninstraling. Voor de totale opbrengst blijven voorjaar en zomer daarom belangrijke periodes. Een heldere voorjaarsdag kan wel bijzonder gunstig zijn: veel zon en relatief lage temperaturen vormen een goede combinatie voor een hoog rendement.
Kunnen zonnepanelen te heet worden?
Zonnepanelen zijn ontworpen om buiten te functioneren en zijn bestand tegen hoge temperaturen. Dat een zonnepaneel op een warme zomerdag 50 of 60 °C wordt, betekent dus niet direct dat er iets mis is. De hogere temperatuur heeft vooral invloed op de efficiëntie. Goede ventilatie rondom de panelen helpt om warmte af te voeren. Daarom speelt ook de manier waarop zonnepanelen op het dak zijn gemonteerd een rol. Bij zonnepanelen die boven de dakbedekking worden geplaatst, kan lucht onder de panelen doorstromen en warmte afvoeren.
Helpt ventilatie onder zonnepanelen tegen warmte?
Ja, voldoende luchtcirculatie rondom zonnepanelen kan helpen om de temperatuur van de panelen te beperken. Hoe beter warmte kan worden afgevoerd, hoe minder snel de celtemperatuur oploopt. Bij veel installaties worden zonnepanelen met enige ruimte boven het dak gemonteerd. Hierdoor kan lucht onder de panelen circuleren. Bij systemen waarbij zonnepanelen volledig in het dak zijn verwerkt, kan warmte soms minder gemakkelijk worden afgevoerd. Het uiteindelijke verschil hangt echter af van het gebruikte systeem en de manier waarop het is geïnstalleerd.
Zonnepanelen koelen met water is niet nodig
Hoewel zonnepanelen efficiënter werken wanneer ze koeler zijn, is het doorgaans niet nodig om ze tijdens warm weer zelf met water te koelen. Het mogelijke voordeel van een tijdelijk lagere temperatuur weegt voor een normale woning meestal niet op tegen het waterverbruik en de moeite. Bovendien kunnen er bij verkeerd gebruik van water kalk- of mineraalresten op de panelen achterblijven. Laat zonnepanelen daarom gewoon hun werk doen. Ze zijn gemaakt om ook tijdens warme zomerdagen elektriciteit te produceren.
Zijn sommige zonnepanelen beter bestand tegen hitte?
Ja, er bestaan verschillen tussen zonnepanelen. Wil je weten hoe gevoelig een bepaald paneel is voor hoge temperaturen, kijk dan naar de temperatuurcoëfficiënt in de technische specificaties. Hoe dichter deze waarde bij nul ligt, hoe minder vermogen het zonnepaneel verliest wanneer de temperatuur stijgt. Een paneel met een temperatuurcoëfficiënt van bijvoorbeeld -0,29% per °C heeft bij dezelfde temperatuurstijging minder vermogensverlies dan een paneel met een coëfficiënt van -0,40% per °C. De temperatuurcoëfficiënt kan daarom een interessant punt zijn om mee te nemen wanneer je verschillende zonnepanelen met elkaar vergelijkt.
Veel zonlicht blijft belangrijker dan warmte
Voor de opbrengst van zonnepanelen is de hoeveelheid zonlicht uiteindelijk veel belangrijker dan een hoge buitentemperatuur. Zonnepanelen hebben licht nodig om elektriciteit op te wekken; warmte is daarvoor niet nodig. Veel zonlicht is dus gunstig, terwijl veel warmte juist een klein negatief effect heeft op het rendement. Daarom zijn de ideale omstandigheden voor zonnepanelen eigenlijk heel eenvoudig samen te vatten: veel zonlicht en relatief koele zonnepanelen.
Zonnepanelen en hitte: minder efficiënt, maar nog steeds veel opbrengst
Zonnepanelen leveren bij hoge temperaturen inderdaad iets minder vermogen. Naarmate de zonnecellen warmer worden, neemt hun efficiëntie af. Hoe groot dit effect is, hangt onder andere af van de temperatuurcoëfficiënt van het zonnepaneel en de daadwerkelijke temperatuur van de zonnecellen. Toch hoef je je tijdens een hittegolf niet direct zorgen te maken over de opbrengst. Op warme zomerdagen is er vaak juist veel zonlicht en zijn de dagen lang. Daardoor kunnen zonnepanelen ondanks het warmteverlies nog steeds een hoge dagelijkse opbrengst behalen.
Kort gezegd: zonnepanelen houden van zon, maar niet van hitte. Veel licht in combinatie met een relatief lage paneeltemperatuur levert de gunstigste omstandigheden op.
