Zonne-energie wordt vaak geassocieerd met lange zomerdagen en intense zonnestraling. Maar ook in de winter wekken zonnepanelen stroom op. Vooral bij een bijna verticaal geplaatste PV-omheining ontstaat daarbij een interessant opbrengstprofiel: de zon staat aanzienlijk lager, de panelen worden anders belicht dan bij een vlak hellende dakinstallatie en bifaciale zonnepanelen kunnen bovendien licht via hun achterzijde benutten.
Hoeveel stroom er daadwerkelijk wordt opgewekt, hangt echter niet alleen af van het seizoen. De locatie, de oriëntatie, schaduwvorming, het weer en de omgeving van de PV-omheining spelen een belangrijke rol.
Waarom zonnepanelen ook in de winter stroom opwekken
Zonne-energie heeft geen zomerse hitte nodig, maar zonlicht. Zodra er voldoende licht op de zonnecellen valt, kan er elektrische energie worden opgewekt.
In de winter zijn er minder zonuren beschikbaar en is de zonnestraling over het algemeen minder intens. Daarom is de absolute energieopbrengst van een PV-installatie tijdens de wintermaanden doorgaans lager dan in de zomer.
Lage temperaturen zijn echter geen nadeel voor de zonnecellen zelf. Fotovoltaïsche modules werken bij lagere celtemperaturen in principe efficiënter dan bij grote hitte.
Een koude, zonnige winterdag kan daarom zeker goede momentane vermogens opleveren – ook al blijft de totale dagopbrengst lager vanwege de kortere dagen.
De laagstaande winterzon kan interessant zijn voor verticale PV-oppervlakken
De stand van de zon verandert aanzienlijk in de loop van het jaar.
In de zomer staat de zon hoog aan de hemel. In de winter loopt haar baan aanzienlijk lager boven de horizon. Juist hierin verschillen vrijwel verticale PV-oppervlakken van klassieke, hellende dakinstallaties.
Als laagstaand zonlicht onder een gunstigere hoek op een verticaal moduleoppervlak valt, kan dit in de wintermaanden relatief gezien meer profiteren dan tijdens de hoogzomer.
Dat betekent echter niet dat een PV-hek in de winter meer stroom opwekt dan in de zomer. Bepalend is veeleer de verdeling van de opbrengst over het jaar.
Terwijl klassieke dakinstallaties hun hoogste opbrengsten meestal in de zonnige maanden behalen, kan een verticaal PV-oppervlak een evenwichtiger seizoensgebonden opbrengstprofiel vertonen.
Wat betekent ‘bifaciaal’ bij een PV-omheining?
Bij de SunElements PV-omheining worden bifaciale glas/glas-modules gebruikt.
In tegenstelling tot klassieke monofaciale zonnepanelen kunnen bifaciale panelen niet alleen via de voorkant, maar ook via de achterkant licht gebruiken om stroom op te wekken.
Voor een vrijstaande PV-omheining is deze technologie bijzonder interessant. Zonlicht kan rechtstreeks op één kant van de module vallen, terwijl gereflecteerd en diffuus licht bovendien de andere kant bereikt.
Hoe groot deze extra opbrengst daadwerkelijk is, hangt sterk af van de omstandigheden op de betreffende locatie.
Factoren die hierop van invloed zijn, zijn onder andere:
- Aard en kleur van de ondergrond
- Afstand tot de grond
- Schaduw
- Oriëntatie van het hek
- Vegetatie rondom de PV-omheining
- Gebouwen en andere reflecterende oppervlakken
- Weer en bewolking
SunElements geeft aan dat de gebruikte bifaciale modules onder geschikte omstandigheden een extra energieopbrengst van maximaal 20 procent opleveren door het gebruik van licht aan beide zijden. De concrete extra opbrengst moet echter altijd per project worden bekeken.
Sneeuw kan het licht extra weerkaatsen
Een bijzonder kenmerk van de winter is een mogelijk besneeuwde omgeving.
Lichte sneeuw weerkaatst een aanzienlijk groter deel van het zonlicht dan bijvoorbeeld gras of donkere grond. Dit zogenaamde weerkaatsingsvermogen wordt albedo genoemd.
Bij bifaciale modules kan gereflecteerd licht ook de achterzijde van de zonnecellen bereiken en daar bijdragen aan de opwekking van stroom.
Voor een PV-omheining kan een lichte omgeving daarom in principe gunstig zijn.
Of dit daadwerkelijk een relevante extra opbrengst oplevert, hangt echter af van verschillende factoren – bijvoorbeeld van de stand van de zon, de sneeuwlaag, de positie van de panelen en de schaduwvorming.
Een voordeel van de verticale houding in de sneeuw
Bij klassieke PV-installaties op daken kan een dichte sneeuwlaag op de panelen de stroomproductie tijdelijk sterk verminderen.
Een PV-hek staat daarentegen vrijwel loodrecht. Sneeuw kan zich daardoor veel minder gemakkelijk blijvend op het oppervlak van de panelen afzetten.
Dat betekent niet dat een PV-hek in de winter altijd sneeuwvrij blijft. IJs, aangewaaide sneeuw of vervuiling kunnen hier natuurlijk ook voorkomen.
De verticale stand vermindert echter het risico op een uitgebreide, langdurige sneeuwlaag direct op het oppervlak van de panelen.
Welke oriëntatie is aan te raden bij een PV-omheining?
Bij een PV-omheining kan de oriëntatie meestal niet volledig vrij worden bepaald. De omheining volgt immers in de eerste plaats de perceelgrens.
Dat hoeft echter niet automatisch een nadeel te zijn.
Afhankelijk van de oriëntatie verandert juist het tijdstip waarop er bijzonder veel zonne-energie wordt opgewekt.
Een naar het zuiden gerichte moduleoppervlakte kan een sterker zwaartepunt rond het midden van de dag hebben. Oost- en westoriëntaties kunnen daarentegen de stroomopwekking sterker verschuiven naar de ochtend- respectievelijk middaguren.
Juist voor eigen verbruik kan een dergelijk opbrengstprofiel interessant zijn.
Een huishouden heeft immers niet alleen ’s middags stroom nodig. Het energieverbruik is vaak het hoogst ’s ochtends, in de late namiddag en ’s avonds.
PV-omheining als aanvulling op de bestaande PV-installatie op het dak
Een PV-omheining kan daarom bijzonder interessant zijn voor gebouwen waarop al een klassieke fotovoltaïsche installatie is geplaatst.
In plaats van uitsluitend extra modules met een vergelijkbare oriëntatie op het dak te plaatsen, kan er een extra PV-oppervlak met een ander opbrengstprofiel worden gecreëerd.
Zo zou bijvoorbeeld:
de PV-installatie op het dak zijn piek rond het middaguur hebben,
terwijl
een PV-omheining met een passende oriëntatie extra opbrengsten levert in de ochtend of middag.
Hierdoor kan de stroomproductie mogelijk over een groter deel van de dag worden gespreid.
Of en hoe een PV-omheining op een bestaande fotovoltaïsche installatie kan worden aangesloten, hangt onder andere af van de omvormer, de beschikbare ingangen daarvan, het vermogen van de installatie en het bestaande energiesysteem. De technische uitwerking moet daarom per geval worden bekeken.
Schaduw is in de winter bijzonder belangrijk
De laagstaande zon heeft niet alleen voordelen.
Gebouwen, bomen, heggen of andere obstakels werpen in de winter aanzienlijk langere schaduwen dan in de zomer.
Een oppervlak dat in juni meerdere uren volledig in de zon ligt, kan in december lange tijd in de schaduw liggen.
Bij het ontwerpen van een PV-omheining moet daarom niet uitsluitend naar de situatie in de zomer worden gekeken.
Het is verstandig om een locatieanalyse uit te voeren waarbij rekening wordt gehouden met:
- het verloop van de perceelgrens
- Ligging ten opzichte van de windrichtingen
- Gebouwen van buren
- bestaande en toekomstige beplanting
- Muren en zichtschermen
- Seizoensgebonden stand van de zon
Vooral bij langere hekwerken kunnen afzonderlijke delen zeer uiteenlopende zoninstralingsomstandigheden vertonen.
Ook diffuus licht telt mee
Zonne-energie werkt niet alleen bij een wolkenloze hemel. Ook bij bewolkt weer bereikt diffuse zonnestraling de zonnepanelen. Het vermogen is dan weliswaar lager dan bij directe zonnestraling, maar er wordt nog steeds stroom opgewekt. Bifaciale panelen kunnen daarbij licht uit verschillende richtingen opvangen.
Hoe hoog de daadwerkelijke opbrengst op een bewolkte winterdag is, kan echter niet algemeen worden aangegeven. De regio, de weersomstandigheden, de oriëntatie en de omvang van de installatie hebben een aanzienlijke invloed op het resultaat.
Hoeveel stroom levert een PV-omheining in de winter?
Zonder locatiegegevens is het niet mogelijk om een betrouwbare schatting in kilowattuur te geven.
Voor een realistische opbrengstberekening is ten minste de volgende informatie nodig:
- Locatie
- Lengte van de omheining
- Vermogen van de modules
- Oriëntatie
- Schaduw
- lokale zonnestraling
- Omvormer
- Montage- en omgevingsomstandigheden
De SunElements PV-omheining wordt momenteel aangeboden met bifaciale glas/glas-modules van elk 450 Wp.
Afhankelijk van de uitvoering zijn er bijvoorbeeld:
- 2 modules: 0,9 kWp
- 3 modules: 1,35 kWp
- 4 modules: 1,8 kWp
De werkelijke jaar- en winteropbrengst van deze installaties kan echter, afhankelijk van de locatie, aanzienlijk verschillen.
Daarom moet de beslissing niet worden genomen op basis van een forfaitaire dag- of maandwaarde, maar op basis van een locatiegebonden jaaroverzicht.
Zonnepanelenomheining in de winter: kijk niet alleen naar het maximale rendement
Bij fotovoltaïsche energie gaat het niet alleen om welke installatie op een bepaalde zomerdag het hoogste vermogen haalt.
Voor eigen verbruik is het net zo belangrijk wanneer er in de loop van de dag en het jaar stroom wordt geproduceerd.
Juist daarin ligt een interessante eigenschap van verticale PV-oppervlakken.
Een PV-omheining kan bestaande terreinoppervlakken dubbel benutten: als hoogwaardige afscheiding van het terrein en tegelijkertijd als extra oppervlak voor stroomopwekking.
In combinatie met bifaciale moduletechnologie kan daarbij ook gereflecteerd licht worden benut. De laagstaande winterzon en het geringere risico op een gesloten sneeuwlaag op het moduleoppervlak maken de technologie ook buiten het klassieke PV-hoofdseizoen interessant.
Wie al een zonnepaneleninstallatie op het dak heeft of op zoek is naar extra ruimte voor zonnepanelen, moet daarom niet alleen naar daken kijken. Ook perceelgrenzen kunnen deel uitmaken van een doordacht energieconcept.
Andere interessante artikelen over het onderwerp “PV-omheining”:
