Zonnepanelen en schaduw

Lagere opbrengst

Zonnepanelen produceren gelijkstroom en zijn meestal in serie geschakeld. Dat wil zeggen dat de stroom die uit paneel 1 komt vervolgens door paneel 2 loopt, enzovoorts. Als er door 1 zonnepaneel minder stroom loopt, leveren de andere zonnepanelen in de serie minder stroom. Een defect of (tijdelijke) schaduw zijn redenen waardoor er minder stroom door een paneel loopt. Je hebt dan minder opbrengst. 

By-pass-diodes

Zogenaamde 'by-pass-diodes' die standaard in de zonnepanelen zitten verminderen dit probleem. Dat doen ze door de stroom een aantal beschaduwde cellen te laten omzeilen. Maar al met al zorgt schaduw op een deel van je zonnepanelen voor een lagere opbrengst van je hele systeem.

Tijdelijke schaduw

Tijdelijke schaduw op bijvoorbeeld winterochtenden (als de zon heel laag staat) is eigenlijk geen reden om minder panelen te installeren. Het verlies weegt niet op tegen de meeropbrengst de rest van de dag of het jaar. Bespreek dit met de leverancier/installateur.

1. Plaats minder zonnepanelen

Een inkoppertje, en natuurlijk vaak niet de gewenste oplossing. Stel je wilt 14 zonnepanelen plaatsen. Twee daarvan liggen elke dag urenlang in de schaduw van een schoorsteen. Dan kan het slim zijn om die 2 weg te laten en simpelweg 12 panelen te installeren.

Dan beperken de 2 extra panelen een paar uur per dag niet de opbrengst van de andere 12 panelen. Dit is vooral een optie als je geen extra kosten wilt maken voor een van de oplossingen hieronder. De verhouding tussen kosten en opbrengst op jaarbasis kan soms beter uitpakken voor het systeem van 12 panelen.

2. Kies voor een omvormer met meerdere ‘MPP-trackers'

Een gewone omvormer wordt ook wel ‘string-omvormer’ genoemd. Op zo’n omvormer sluit je een aantal zonnepanelen in serie aan. Een string is een aantal in serie geschakelde zonnepanelen.

Meer strings

Als de omvormer meerdere MPP-trackers (zie hieronder bij 'omvormer') heeft, kun je de zonnepanelen over 2 ‘strings’ verdelen in plaats van ze allemaal in serie te leggen. Zo heeft de string zonder schaduw geen last van de string met schaduw.

Veel panelen

Deze oplossing is alleen geschikt als je vrij veel panelen gaat installeren, denk aan 12 of meer. Deze oplossing is in zo’n geval goedkoper dan oplossing 3 of 4. Maar de ‘correctie’ bij schaduw is ook minder precies, waardoor de extra opbrengst lager is dan bij oplossing 3 of 4.

Omvormers voor kleinere systemen (bijvoorbeeld 8 panelen) hebben maar 1 MPP-tracker. Bij kleinere systemen kom je daarom sowieso uit op oplossing 3 of 4.

3. Kies voor micro-omvormers

Micro-omvormers worden ook wel micro-inverters genoemd. Het bekendste merk micro-omvormer is Enphase. Een micro-omvormer is een volwaardige omvormer, maar dan heel klein en geschikt voor slechts 1 zonnepaneel.

Achterkant paneel

De micro-omvormer wordt dan ook direct aan de achterkant van het zonnepaneel bevestigd. Zo heb je geen in serie geschakelde zonnepanelen, en hebben panelen helemaal geen last van elkaars schaduw.

De figuur laat dit zien:

Het actuele vermogen van een systeem van zonnepanelen met micro-omvormers. Op dit moment in de ochtend ligt 1 paneel (rechtsonder) in de schaduw van een dakkapel. Dit gaat niet ten koste van de opbrengst van de andere panelen.

Andere voordelen

Bijkomend voordeel van micro-omvormers is dat er geen gelijkstroomkabels over het dak en door het huis lopen. Ook komt er binnenshuis geen omvormer. Je kunt zo ook de opbrengst van je systeem voor elk zonnepaneel individueel bijhouden. Daardoor kun je een eventueel defect aan 1 zonnepaneel goed onderscheiden van geleidelijke achteruitgang van al je panelen.

Omdat er geen centrale omvormer is blijft bij een defect aan 1 paneel of omvormer de rest van je systeem ongewijzigd presteren. De panelen zijn volledig parallel geschakeld.

Garantie

De garantieperiode op micro-omvormers is meestal een stuk langer dan op ‘string’-omvormers (de gewone die binnen hangen en waar je meerdere panelen op aansluit). Maar de micro-omvormers worden wel aan extremere omstandigheden blootgesteld. Want ze zitten direct onder het paneel op het dak. Informeer dus bij je leverancier naar de (financiële) stabiliteit van de fabrikant.

Kies bij voorkeur voor een leverancier die zelf ook extra waarborgen biedt. Zoals bankgaranties of deelname aan een garantiefonds.

Handig

Een systeem met micro-omvormers heeft geen minimumomvang. Je kunt dus ook 1, 2 of 3 zonnepanelen plaatsen.

4. Kies voor power optimizers

Het bekendste merk power optimizer is SolarEdge. Net als bij micro-omvormers hebben panelen met power optimizers geen last van elkaars schaduw. Maar bij power optimizers zit alleen de MPP-tracker (zie hieronder bij 'omvormer') aan de achterkant van het paneel. 

Het omvormen van gelijkstroom naar wisselstroom gebeurt nog steeds in een centrale ‘string’ omvormer die in huis hangt. De zonnepanelen zijn dus nog steeds in serie geschakeld.

Goedkoper

De oplossing met power optimizers is goedkoper dan die met micro-omvormers. Maar door de bijbehorende centrale omvormer is er wel een minimale lengte van de string. Dit zijn vaak 6 panelen.

Omvormer

Zonnepanelen voor thuisgebruik werken niet zonder omvormer. De omvormer zet de gelijkstroom uit de zonnepanelen om in wisselstroom. Die is nodig is voor de apparaten in huis en een aansluiting op het elektriciteitsnet.  

MPP-tracker

Een specifiek onderdeel van de omvormer is de ‘maximum power point tracker’ (MPP-tracker). Deze zorgt dat de opbrengst van de zonnepanelen in elke weersituatie optimaal is. Hij doet het denkwerk voor de zonnepanelen. Hij doet door de stroom door en de spanning over de aangesloten panelen elke paar seconden aan te passen aan de instraling.

Als slimste onderdeel van het systeem is de omvormer daarmee de aangewezen ‘knop om aan te draaien’ om schaduwverliezen te voorkomen.

Installateur

Bespreek altijd goed met je leverancier of installateur of er op jouw dak zodanige schaduwverliezen te verwachten zijn dat het nodig is 1 van bovenstaande oplossingen te kiezen. Misschien zijn de nadelige effecten van schaduw wel te voorkomen door een slimmer legplan. Of zijn de effecten naar verwachting zo klein dat je niets hoeft te doen. Bijvoorbeeld omdat er alleen bij hele lage zonstanden schaduw op de panelen valt.

Houd ook rekening met doorgroeiende bomen of eventuele bouwplannen in de buurt. En zie kleine objecten als bliksemafleiders of antennes niet over het hoofd. Zelfs een heel smalle maar scherpe schaduw kan slecht zijn voor de opbrengst van zonnepanelen.

Lees ook:

• Waar moet je op letten bij de installatie van zonnepanelen?
• Lees onze tips over aanbetaling en garantie op zonnepanelen
• Rekenvoorbeeld terugverdientijd zonnepanelen