Hittegolf en zonnepanelen: geen ideale combinatie

In de zomer krijgt de Service afdeling van de Zonnefabriek regelmatig verontruste telefoontjes of e-mails van klanten die zich afvragen of er een probleem is met hun zonnepanelen. Wanneer ze kijken naar de opbrengst curves zien ze dat de piek die in de lente werd gehaald, op een prachtige zomerdag bij lange na niet wordt bereikt. Klopt dat wel? is dan vaak de begrijpelijke gedachte.

Negatieve temperatuurcoëfficiënt

Het vermogen dat zonnepanelen opwekken, kent een zogenaamde ‘negatieve temperatuurcoëfficiënt´. Dat betekent dat naarmate de zonnepanelen warmer worden, ze steeds minder vermogen kunnen geven.

Voor de meeste kristallijne panelen is de negatieve temperatuurcoëfficiënt zo’n -0,4 % per graad Celsius. Het piekvermogen van een zonnepaneel geeft het vermogen aan in ideale omstandigheden bij een paneeltemperatuur van 25 C. Maar in de volle zon kan een zonnepaneel gemakkelijk 50 graden C worden, en daarmee wordt het vermogen met 0,4 x 25 = 10 % verlaagd. Een systeem dat op een koele zonnige dag 4 kiloWatt produceert, komt daarmee op een zomerse dag niet boven de 3600 Watt uit.

Bolivia of Tibet

Het klopt dus echt: op warme dagen produceren zonnepanelen minder dan op koele dagen met even veel zon. De beste plek voor zonnepanelen – wat temperatuur betreft-  is dus niet de bloedhete woestijn, maar eerder de koele (maar zonnige) hoogvlakten van Tibet of Bolivia (ook al geeft hoogte ook weer andere problemen vanwege de ijle lucht die voor minder elektrische isolatie zorgt: in de omvormers moeten bijvoorbeeld de elektrische circuits verder van elkaar af worden geplaatst).

Koeling

Als warmte dan zo’n probleem is, is het dan niet mogelijk om zonnepanelen te koelen? Sommige mensen bedenken interessante oplossingen zoals voortdurend water over de panelen laten stromen. De vraag is of de energie die wordt verbruikt met de koeling opweegt tegen de toegenomen opbrengst, en het antwoord daarop is vaak duidelijk nee. Er bestaan ook zogenaamde hybride zonnepanelen die aan de voorkant uit fotovoltaïsche cellen bestaan, en aan de achterkant uit slangen met water, zodat tegelijk stroom en warm water wordt geproduceerd, en de zonnecellen ook nog eens gekoeld worden. Hoewel het in principe een goed idee is, is het in de praktijk vaak nogal lastig: De installatie moet eigenlijk worden gedaan door een elektricien en loodgieter in één, de panelen zijn geen massaal gefabriceerde standaardproducten en daardoor duurder, en het dicht bij elkaar brengen van elektriciteit en water zou tot technische problemen kunnen leiden die niet zo eenvoudig zijn op te lossen. De toepassing van deze hybride panelen gebeurt vanwege deze problemen nog heel weinig.

Verschillen tussen de merken

Hoewel alle zonnepanelen te maken hebben met de negatieve temperatuurcoëfficiënt, zijn er wel verschillen in de grootte van die coëfficiënt. Zo hebben de meeste zonnepanelen een waarde van -0,4 %/C, terwijl SunPower X-serie zonnepanelen een waarde van -0,3 %/C kennen. Een verschil van 0,1% per graad Celsius leidt bij een temperatuur die 25 graden hoger ligt al tot 2,5% meer opbrengst. Hier komt nog bij dat hoog rendements zonnepanelen zoals SunPower niet alleen hun vermogen beter weten vast te houden als ze warm worden, maar ook nog eens sowieso minder warm worden dan conventionele panelen omdat ze meer van de energie van de zon in elektriciteit omzetten, en daarmee minder in warmte. Kortom: SunPower panelen worden minder snel warm, en als ze al warm worden, dan verliezen ze minder snel vermogen.

In onderstaande tabel een overzicht van de temperatuurcoëfficiënten van verschillende merken zonnepanelen: