Hoe worden rendementsberekeningen gemaakt voor zonne-energiesystemen, en welke factoren beïnvloeden het rendement?

Rendementsberekeningen voor zonne-energiesystemen zijn essentieel om de verwachte energieopbrengst te voorspellen en de investeringsrendementen te bepalen. Verschillende factoren spelen een cruciale rol bij het bepalen van het rendement van deze systemen. Hieronder volgen enkele belangrijke overwegingen:

Zonnestraling:
Het rendement van een zonne-energiesysteem wordt rechtstreeks beïnvloed door de hoeveelheid zonnestraling die op de zonnepanelen valt. Factoren zoals locatie, seizoen en weersomstandigheden zijn van invloed op de beschikbare zonnestraling. Zonnige locaties met weinig bewolking hebben over het algemeen een hogere zonnestraling, wat resulteert in een hoger rendement. Daarentegen kunnen bewolkte dagen of schaduwrijke omgevingen het rendement verminderen. Het rendement wordt meestal gemeten als de jaarlijkse zonne-instraling op een bepaalde locatie, uitgedrukt in kilowattuur per vierkante meter per jaar (kWh/m²/jaar).
Oriëntatie en helling:
De oriëntatie en helling van de zonnepanelen bepalen de mate waarin ze zonlicht kunnen opvangen. Zonnepanelen worden idealiter naar het zuiden gericht op het noordelijk halfrond en naar het noorden op het zuidelijk halfrond om maximale blootstelling aan zonlicht te krijgen. De helling van de panelen moet ook worden afgestemd op de breedtegraad van de locatie voor een optimaal rendement. Installateurs en zonnepanelenadviseurs hebben de technische kennis in huis om hierover te adviseren en een passend legplan te ontwikkelen.
Schaduw:
Schaduw van gebouwen, bomen of andere obstakels kan het rendement van zonnepanelen aanzienlijk verminderen. Het is belangrijk om schaduwanalyse met gespecialiseerde software uit te voeren om potentiële schaduwproblemen te identificeren en te minimaliseren.

Het rendement van zonne-energiesystemen wordt bepaald door diverse factoren. Als er sprake is van schaduw veroorzaakt door omliggende gebouwen, bomen of andere obstakels, kan dit de opbrengst aanzienlijk verlagen. Ook al is er sprake van kleine schaduwplekken op een paneel, kan dit al een negatieve invloed hebben op het rendement van zonnepanelen. Door locaties letterlijk zo zonnig mogelijk in te zetten voor een zonnepaneelproject en door geavanceerde solar-technologie (denk aan bypass-diodes) toe te passen in geval van schaduwwerking, maximaliseer je het rendement bij zowel zon als schaduw.
Type en kwaliteit van de panelen:
Het type zonnepanelen en hun efficiëntie hebben uiteraard invloed op het rendement. Hoogwaardige panelen met een hogere efficiëntie zullen over het algemeen een beter rendement opleveren

Het rendement van zonnepanelen varieert afhankelijk van het gebruikte materiaal, de technologie en de kwaliteit. In het algemeen zal een hoogwaardig paneel met een hogere efficiëntie een hoger rendement geven. Daarnaast kunnen panelen met hoogwaardige materialen en constructie een betere duurzaamheid en opbrengst op lange termijn bieden.

Een relevante waarde is de aanduiding “Wp”. “Wp” staat voor “Wattpiek” en is een maatstaf voor het vermogen van zonnepanelen. Deze waarde geeft aan hoeveel elektrisch vermogen een zonnepaneel kan produceren onder standaard testomstandigheden (STC). Eén Wattpiek komt overeen met het vermogen dat een zonnepaneel produceert wanneer het zonnepaneel wordt blootgesteld aan een instraling van 1000 watt per vierkante meter en een celtemperatuur van 25°C heeft. Door het vermogen van zonnepanelen weer te geven in Wattpiek krijgen gebruikers een idee van de potentiële energieopwekking van het zonnepaneel.
Omvormer-efficiëntie:
De efficiëntie van de omvormer die wordt gebruikt om de gelijkstroom van de zonnepanelen om te zetten in bruikbare wisselstroom, kan ook het totale rendement van het systeem beïnvloeden. De omvang van de omvormer hangt samen met het aantal zonnepanelen. Omvormers variëren in capaciteit die wordt aangeduid in kW. In residentiële installaties zal de omvormer doorgaans niet groter zijn dan 30 kW, terwijl bij grootschalige projecten de omvormercapaciteit bijna altijd boven de 30 kW uitkomt.

De omvormer speelt een cruciale rol bij het maximaliseren van het rendement van een zonne-energiesysteem door de opgevangen gelijkstroom (DC) om te zetten in bruikbare wisselstroom (AC). Een efficiënte omvormer minimaliseert energieverliezen tijdens dit conversieproces. Het kiezen van een hoogwaardige omvormer met een goede efficiëntie is daarom essentieel voor het optimaliseren van het rendement van het systeem. Het principe van het gebruik van omvormers om gelijkstroom (DC) om te zetten in bruikbare wisselstroom (AC) is hetzelfde, of het nu gaat om het leveren van stroom aan huishoudelijke apparaten of het laten draaien van machines en apparatuur in bedrijven.

In het kort de werking van deze twee verschillende typen stroom;
Zonnepanelen genereren gelijkstroom (DC) elektriciteit wanneer ze worden blootgesteld aan zonlicht. Deze gelijkstroom moet worden omgezet in bruikbare wisselstroom (AC) voordat deze kan worden gebruikt door apparaten of machines en wordt geleverd aan het elektriciteitsnet. Dit wordt gedaan door een apparaat genaamd een omvormer, die de gelijkstroom van de zonnepanelen omzet in de wisselstroom die wordt gebruikt door apparaten en machines en die in het elektriciteitsnet kan worden geïnjecteerd. De omvormer werkt als een soort elektronische schakelaar die de elektriciteit omzet naar de juiste vorm, zodat deze veilig en efficiënt kan worden gebruikt.

Naast deze twee typen stroom bestaat er ook nog “krachtstroom”. Gaat het om een industriële werkomgeving, waar gewerkt wordt met machines en apparatuur met een hoog vermogen, dan is er vaak sprake van de inzet van zogenoemd “krachtstroom”. Het belangrijkste verschil tussen krachtstroom en normale wisselstroom is het aantal fasen. Waar normale wisselstroom (enkelvoudige fase) twee draden heeft – een live en een neutrale draad – heeft krachtstroom drie draden: drie live draden en een neutrale draad.
Krachtstroom staat dan ook wel bekend als driefasen-stroom.
Onderhoud en prestatiebewaking:
Regelmatig onderhoud en monitoring zijn van vitaal belang om het rendement van zonne-energiesystemen op peil te houden. Door zonnepanelen regelmatige te reinigen blijven deze zo goed mogelijk vuil- en stofvrij, waardoor de opbrengst maximaal blijft. Continue prestatiebewaking maakt het mogelijk om eventuele problemen of afwijkingen in de prestaties tijdig te signaleren en indien nodig actie te ondernemen, waardoor de efficiëntie van het zonnepanelensysteem wordt geoptimaliseerd en de levensduur ervan wordt verlengd. Installateurs en zonnepanelenadviseurs kunnen adviseren over een passend onderhoudsplan & onderhoudsinstructies, alsook over relevante monitoringssystemen.