februari 5, 2020

Het effect van schaduw op zonnepanelen

by BestBuySolar in Blog

Een zonne-energiesysteem wekt op een duurzame manier energie op door licht om te zetten in bruikbare stroom voor uw huishouden. Schaduw op uw zonnepanelen kan dit proces beïnvloeden. Ondanks dit gegeven hoeft de opbrengst van uw zonnepanelen niet te lijden onder schaduwvorming. In het blog van deze week leggen we uit waarom, door te kijken naar de precieze effecten van schaduw op zonnepanelen en door in te zoomen op adequate oplossingen voor dit probleem.

Het effect van schaduw op zonnepanelen

Schaduwvorming op een zonnepaneel heeft verschillende oorzaken. Allereerst zijn er de omgevingsfactoren zoals hoge gebouwen of bomen rondom een huis. Daarnaast kunnen ook obstakels op het dak zoals dakkapellen of afvoerpijpjes schaduw op zonnepanelen veroorzaken. Ook zijn er nog de incidentele vormen van schaduw zoals vogelpoep, een blad uit de boom of een pak sneeuw. In al deze gevallen valt er minder (zon)licht op de zonnepanelen, hetgeen kan zorgen voor een daling in de opbrengst van uw zonne-energiesysteem.

Er zijn echter adequate oplossingen voor handen om deze tijdelijke daling in de opbrengst van uw zonne-energiesysteem tegen te gaan. Voordat we naar deze oplossingen gaan kijken, is het eerst belangrijk om te begrijpen hoe schaduwval op een zonnepaneel precies effect heeft op de opbrengst van uw systeem.

Zonnepanelen worden als serie op elkaar aangesloten. Zo’n serie zonnepanelen noemen we ‘een string.’ Elk zonnepaneel in deze string zet door middel van haar zonnecellen licht om in gelijkstroom. Deze gelijkstroom wordt met behulp van stringkabels en gelijkstroomkabels naar een centrale omvormer vervoerd. Deze omvormer zet de gelijkstroom vervolgens om in bruikbare wisselstroom voor uw huishouden. Het is de taak van de omvormer om gedurende de dag het maximale vermogen uit de zonnepanelen te halen. Wanneer er echter schaduw op één of meerdere zonnepanelen in een serie geschakelde string valt, zal de opbrengst van het gehele systeem dalen. Een voorbeelden ter verduidelijking:

Afvoerpijpjes of hoge bomen kunnen schaduw op zonnepanelen veroorzaken

Stel er liggen 10 zonnepanelen op uw dak. Eén van de zonnepanelen in de serie geschakelde string krijgt te maken met schaduw op de onderkant van het paneel. Door deze strook schaduw wordt een aantal zonnecellen geblokkeerd. De omvormer heeft nu twee opties:

  1. Met behulp van zogenaamde bypass diodes zal de omvormer het deel van het zonnepaneel waar schaduw op valt uitschakelen, hetgeen leidt tot een vermogensverlies in dit zonnepaneel. Echter zullen alle andere zonnepanelen in de serie geschakelde string ditzelfde vermogensverlies ervaren, hetgeen leidt tot een opbrengstverlies van het gehele zonne-energiesysteem.
  2. Met behulp van de bypass diodes zal de omvormer het gehele zonnepaneel waar schaduw op valt uitschakelen. Daarnaast zorgt de bypass diode ervoor dat de gelijkstroom die is opgewekt door de andere zonnepanelen in de string om het uitgeschakelde zonnepaneel wordt heengeleid. Hierdoor verliest het zonne-energiesysteem dus 1/10 deel van zijn opbrengst.  

Een strook schaduw over de korte kant van het zonnepaneel. Opbrengstverlies wordt hier deels voorkomen door de bypass diode in.

Oplossingen

Nu u weet wat het effect is van schaduw op een serie geschakelde string zonnepanelen, kunnen we gaan kijken naar de voorhanden zijnde oplossingen van dit probleem.

De eerste oplossing voor de schaduwval op zonnepanelen is het plaatsen van een zogenaamde Power Optimizer. De bekendste producent van Power Optimizer is SolarEdge. Deze Power Optimizer dient als ‘maximum power point tracker’ (MPP-tracker) en wordt direct achter ieder individueel zonnepaneel in de string gemonteerd. De Power Optimizer zorgt ervoor dat bij elke weersituatie de opbrengst van de zonnepanelen optimaal is. Hierdoor wordt het negatieve effect van schaduwvorming op het zonnepaneel dus beperkt. Een zonne-energiesysteem dat werkt op basis van SolarEdge Power Optimizers zal 3 tot 7 procent rendabeler zijn dan een serie geschakeld zonne-energiesysteem.

Wanneer er gebruikt wordt gemaakt van een Power Optimizer heeft u echter nog altijd een centrale omvormer nodig. De Power optimizers zetten de opgewekte gelijkstroom namelijk niet direct om in wisselstroom. Dat blijft in deze situatie de taak van de SolarEdge centrale omvormer, die binnenshuis wordt gemonteerd.

Dankzij de SolarEdge monitoring app kunt u de opbrengst per individueel zonnepaneel inzien. In dit voorbeeld ziet u duidelijk de invloed van schaduw (donkerblauw gekleurde zonnepanelen) ten opzichte van geen schaduw (lichtblauw gekleurde zonnepanelen).

Dat brengt ons bij de tweede oplossing voor schaduwval op zonnepanelen: de Enphase micro-omvormer. Deze micro-omvormer wordt evenals de Power Optimizer direct achter het zonnepaneel gemonteerd en zorgt evenals de Power Optimizer ook voor een zo optimaal mogelijke opbrengst. Eén van de voordelen van een Enphase micro-omvormer t.o.v. de SolarEdge Power optimizer is dat de centrale omvormer niet meer nodig is. De micro-omvormers zetten de opgewekte gelijkstroom namelijk direct om in wisselstroom. Dit scheelt allereerst een hoop ruimte in uw huis én maakt dat het kabeltraject van uw zonne-energiesysteem direct van het dak naar uw meterkast kan worden getrokken. Daarnaast levert het wegvallen van de centrale omvormer nog een aantal zeer interessante voordelen op:

  • Allereerst is er sprake van een voordeel op het gebied van veiligheid. Doordat de gelijkstroom direct op het dak wordt omgezet in wisselstroom lopen er geen gelijkstroomkabels met daarop hoge spanning (voltage) over uw dak.
  • Daarnaast heeft het wegvallen van de centrale omvormer én de verhoogde veiligheid een positief effect op de garantie van een micro-omvormer. Enphase, de bekendste producent van micro-omvormers, geeft namelijk een productgarantie van 25 jaar op haar micro-omvormers. Deze garantie is gelijk aan de levensduur van uw zonnepanelen. Hierdoor hoeft u zich gedurende de 25 jaar dat uw zonne-energiesysteem stroom genereert, dus nergens zorgen om te maken.

Wij installeren zowel zonne-energiesystemen op basis van SolarEdge Power Optimizers als Enphase micro-omvormers. Heeft u interesse in één van deze twee parallel geschakelde zonne-energiesystemen en wilt u de meest optimale opbrengst op uw dak genereren? Vraag dan een vrijblijvende offerte aan en één van onze adviseurs helpt u direct.

De Enphase Micro omvormer