De invloed van temperatuur op zonnepanelen: hoe optimaliseer je je productie ondanks de hitte

Inzicht in de invloed van temperatuur op uw zonnepanelen

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, houden fotovoltaïsche panelen niet van warmte. Hoewel zonneschijn essentieel is voor de productie van elektriciteit, kunnen paradoxaal genoeg hoge temperaturen de prestaties van uw installatie aanzienlijk verminderen. Nu steeds meer regio's te maken krijgen met hittegolven, is het essentieel om dit fenomeen te begrijpen als u de energieproductie van uw zonnesysteem wilt optimaliseren.

In dit artikel analyseren we in detail de invloed van temperatuur op de prestaties van fotovoltaïsche panelen, leggen we de STC (Standard Test Conditions) uit die in de industrie als referentie worden gebruikt en stellen we praktische oplossingen voor om deze verliezen te beperken en uw elektriciteitsproductie te maximaliseren, zelfs tijdens de warmste periodes.

"Zonnepanelen zijn net atleten: ze hebben zonlicht nodig om te presteren, maar een te hoge temperatuur is nadelig voor hun prestaties."

STC-condities: de benchmark voor het meten van nominaal vermogen

Wanneer u een zonnepaneel koopt, wordt het vermogen altijd aangegeven in Wattpiek (Wp), zoals de Shinson N3-TOPCon 450 Wp Bifacial panelen die op onze site verkrijgbaar zijn. Dit vermogen vertegenwoordigt de maximale productiecapaciteit van het paneel onder standaard testomstandigheden (STC), namelijk :

• Zonneschijn van 1000 W/m²
• Cel temperatuur van 25°C
• Zonnespectrum AM 1.5 (Luchtmassa)

Deze ideale omstandigheden dienen als benchmark voor het vergelijken van de verschillende paneelmodellen op de markt. Ze komen echter zelden overeen met de realiteit op het terrein, vooral wat de temperatuur betreft.

NOCT: een meting dichter bij de werkelijkheid

Om een realistischer idee te krijgen van de prestaties van panelen onder normale gebruiksomstandigheden, geven fabrikanten soms ook de NOCT-waarde (Nominal Operating Cell Temperature) aan, die de temperatuur weergeeft die de cel zou bereiken onder de volgende omstandigheden:

• Zonneschijn van 800 W/m²
• Omgevingstemperatuur van 20°C
• Windsnelheid van 1 m/s

Voor de meeste fotovoltaïsche panelen ligt de NOCT-waarde meestal tussen 45°C en 48°C, wat betekent dat zelfs bij een gematigde omgevingstemperatuur van 20°C de celtemperatuur al ruim boven de STC-referentietemperatuur van 25°C ligt.

De temperatuurcoëfficiënt: de belangrijkste indicator van verliezen

Om de invloed van temperatuur op de prestaties van zonnepanelen te kwantificeren, specificeren fabrikanten een essentiële parameter: de vermogenstemperatuurcoëfficiënt. Deze coëfficiënt, meestal uitgedrukt als een percentage per graad Celsius (%/°C), geeft het vermogensverlies aan voor elke graad boven 25°C.

Als een zonnepaneel bijvoorbeeld een temperatuurcoëfficiënt heeft van -0,35%/°C (een typische waarde voor veel panelen), betekent dit dat het paneel voor elke graad boven 25°C 0,35% van zijn nominale vermogen verliest.

Hoe bereken je eigenlijk rendementsverliezen?

De formule voor het berekenen van vermogensverlies is als volgt:

Vermogensverlies = (Cel temperatuur - 25°C) × Temperatuurcoëfficiënt

Laten we een concreet voorbeeld nemen met een paneel van 450 Wp (zoals de Shinson N3-TOPCon) met een temperatuurcoëfficiënt van -0,30%/°C :

• Als de celtemperatuur 60°C bereikt (wat gebruikelijk is op een zonnige zomerdag)
• Het verschil met de STC-referentietemperatuur is :
• 60°C - 25°C = 35°C
• Het vermogensverlies zal dus zijn :
• 35°C × (-0,30%/°C) = -10,5%
• Het werkelijke vermogen van het paneel zal slechts : 450 Wp - 10,5% = 402,75 Wp

Dit is een aanzienlijk verlies van meer dan 47 Wp voor één paneel. Voor een volledige installatie met 10 panelen betekent dit een verlies van bijna 500 Wp!

-

-6

423

-9

-12

396

Het is belangrijk op te merken dat tijdens zeer warme zomers de celtemperaturen gemakkelijk de 70°C kunnen overschrijden, wat resulteert in nog grotere verliezen.

Hoe temperatuur verschillende elektrische parameters beïnvloedt

Temperatuur beïnvloedt niet alle elektrische parameters van een zonnepaneel op dezelfde manier. Hier ziet u hoe de temperatuur de belangrijkste parameters beïnvloedt:

Spanning (Voc en Vmp)

De open-circuit spanning (Voc) en de spanning op het punt van maximaal vermogen (Vmp) zijn het meest gevoelig voor temperatuur. Ze dalen aanzienlijk als de temperatuur stijgt, met typische temperatuurcoëfficiënten van -0,30% tot -0,40%/°C.

Bijvoorbeeld, een paneel met een Voc van 40,20V bij 25°C (zoals de Shinson N3-TOPCon) kan zijn spanning zien dalen tot ongeveer 36,18V bij 60°C, een daling van 10%.

Stroom (Isc en Imp)

De kortsluitstroom (Isc) en de stroom op het punt van maximaal vermogen (Imp) worden minder beïnvloed door temperatuur. Ze nemen licht toe met de temperatuur, met positieve coëfficiënten van de orde van +0,04% tot +0,07%/°C.

Deze lichte toename in stroom compenseert echter niet de aanzienlijke spanningsdaling, die het algehele vermogensverlies verklaart.

Impact op algemene efficiëntie

De spanningsdaling heeft belangrijke gevolgen voor het ontwerp van fotovoltaïsche systemen, vooral voor de dimensionering van omvormers. Als de spanning in de zomer te laag wordt, is het mogelijk dat de omvormer niet meer in zijn optimale bereik kan werken of zelfs volledig kan uitschakelen als de spanning onder zijn minimale werkingsdrempel zakt.

Daarom is het cruciaal om rekening te houden met deze temperatuurschommelingen bij het ontwerpen van een zonne-installatie, vooral in regio's met hoge zomertemperaturen.

Paneeltechnologieën en hun gevoeligheid voor temperatuur

Niet alle zonnepaneeltechnologieën zijn gelijk als het gaat om temperatuur. Sommige zijn beter bestand tegen de negatieve effecten van hitte dan andere.

Vergelijking van temperatuurcoëfficiënten per technologie

Heterojunctie

Zonnepanelen met N-type technologie, zoals de Shinson N3-TOPCon en Leapton N-Type TOPCon panelen die beschikbaar zijn op onze website, bieden daarom een aanzienlijk voordeel op het gebied van temperatuurbestendigheid ten opzichte van oudere technologieën.

Bifaciale panelen: een extra voordeel

Bifacial panelen zoals de Shinson N3-TOPCon 450 Wp Bifacial hebben een bijkomend voordeel. Door licht van beide zijden op te vangen, kunnen ze temperatuurverliezen gedeeltelijk compenseren door de totale output te verhogen via gereflecteerd licht. Bovendien zorgt hun ontwerp vaak voor een betere warmteafvoer, waardoor de bedrijfstemperatuur van de cellen daalt.

"Kiezen voor bifaciale panelen met N-Type TOPCon-technologie betekent kiezen voor een installatie die het hele jaar door beter presteert, ook tijdens perioden van grote hitte."

Praktische oplossingen om de impact van temperatuur te beperken

Nu we begrijpen waarom en hoe temperatuur de prestaties van zonnepanelen beïnvloedt, laten we eens kijken welke oplossingen kunnen worden geïmplementeerd om deze verliezen te beperken.

Oplossingen bij het ontwerp van de installatie

1. Kies panelen met een lage temperatuurcoëfficiënt: Zoals we hebben gezien, zijn bepaalde technologieën zoals N-type TOPCon minder gevoelig voor warmte.
2. Kies panelen van de laatste generatie die beschikbaar zijn op onze website.
3. Zorg voor een goede ventilatie aan de achterkant: Laat voldoende ruimte tussen het dak en de panelen (minimaal 10 cm) zodat de lucht kan circuleren en de warmte kan afvoeren.
4. Oriënteer de panelen optimaal: Een oost/west oriëntatie kan soms de voorkeur hebben boven een volledige zuidoriëntatie in zeer warme regio's, omdat dit de productie beter over de dag verdeelt en temperatuurpieken in de middag vermijdt.
5. Overdimensioneer de installatie enigszins: Plan een installatie met iets meer vermogen dan u nodig hebt om zomerverliezen te compenseren.
6. Dimensioneer de strings op de juiste manier: Bereken de strings van panelen rekening houdend met variaties in de spanning door temperatuur om te voorkomen dat de omvormer buiten zijn optimale bereik werkt.

Oplossingen voor bestaande installaties

• Verbeter de ventilatie: Vergroot indien mogelijk de ruimte tussen het dak en de panelen om de luchtcirculatie te bevorderen.
• Gebruik steunen die de luchtcirculatie bevorderen: Sommige montagesystemen zorgen voor een betere luchtcirculatie.
• Reinig de panelen regelmatig: Stof en vuil kunnen de temperatuur van de panelen verhogen doordat ze de warmteafvoer verhinderen.

Voor grootschalige installaties of in bijzonder warme klimaten kunnen meer geavanceerde oplossingen worden overwogen:

• Actieve koelsystemen: Apparaten die een fijne waternevel over de panelen sproeien tijdens de warmste periodes.
• Reflecterende materialen: Het installeren van reflecterende oppervlakken in de buurt van bifaciale panelen kan de efficiëntie verhogen en tegelijkertijd de temperatuur verlagen.

Belangrijke opmerking: Het handmatig besproeien van panelen wordt over het algemeen afgeraden omdat thermische schokken het glas en de cellen kunnen beschadigen, en leidingwater kan kalksporen achterlaten die de efficiëntie van panelen verminderen.

Het speciale geval van groene daken

Een ecologische en effectieve oplossing om de temperatuur van de panelen te verlagen is het installeren van een groendak onder of rond de zonnepanelen. De planten absorberen een deel van de zonne-energie en verdampen water, waardoor de omgeving rond de panelen op natuurlijke wijze afkoelt.

Deze oplossing biedt een aantal voordelen:

• Het verlagen van de omgevingstemperatuur rond de panelen
• Het verbeteren van de isolatie van gebouwen
• Het vasthouden van regenwater
• Het verhogen van de biodiversiteit
• Het verbeteren van de luchtkwaliteit

Als u geïnteresseerd bent in deze oplossing, neem dan contact op met onze experts. Zij kunnen u adviseren over hoe deze oplossing kan worden geïntegreerd in uw zonne-installatie.

Moeten we ons echt zorgen maken over temperatuurverliezen?

Het is belangrijk om deze verliezen in perspectief te plaatsen. Hoewel warme zomerdagen leiden tot een daling van de opbrengst, is de zonneschijn in deze periode op zijn hoogst, waardoor de temperatuurverliezen gedeeltelijk worden gecompenseerd.

Aan de andere kant zijn de zomermaanden over het algemeen het meest productief voor een fotovoltaïsche installatie, ondanks het negatieve effect van de temperatuur. De jaarlijkse elektriciteitsproductie van een goed ontworpen installatie zal daarom altijd bevredigend zijn, zelfs als het niet de theoretische waarden bereikt die berekend zijn onder STC-condities.

Tot slot mag niet worden vergeten dat fabrikanten al rekening houden met deze factoren in hun langetermijnproductieberekeningen en dat prestatiegaranties deze seizoensgebonden variaties over het algemeen omvatten.

Conclusie

De invloed van temperatuur op fotovoltaïsche panelen is een onontkoombaar fysisch fenomeen dat de prestaties van je zonnepaneel tijdelijk kan verminderen, vooral tijdens warme periodes. Dankzij recente technologische ontwikkelingen, zoals de N-type TOPCon en bifacial panelen van Wattuneed, en het juiste ontwerp van uw installatie, kunnen deze verliezen echter aanzienlijk worden beperkt.

Door kwaliteitsapparatuur te kiezen en goede installatiepraktijken te volgen, kun je de opbrengst van je fotovoltaïsche systeem het hele jaar door optimaliseren en je rendement op investering maximaliseren.

Als u wilt profiteren van persoonlijke ondersteuning voor uw zonneproject en de panelen wilt selecteren die het beste passen bij uw geografische locatie en energiebehoeften, aarzel dan niet om contact op te nemen met onze experts. Zij helpen u bij het ontwerpen van een efficiënte, duurzame installatie die de impact van hoge temperaturen op uw elektriciteitsproductie minimaliseert.

FAQ

Bij welke temperatuur werken zonnepanelen het best?

Zonnepanelen werken het beste bij een celtemperatuur van 25°C, wat overeenkomt met STC-omstandigheden. In echte omstandigheden werken ze echter meestal bij veel hogere temperaturen, waardoor hun efficiëntie afneemt.

Is het aan te raden om zonnepanelen water te geven tijdens hittegolven?

Nee, handmatig besproeien van panelen wordt over het algemeen afgeraden, omdat thermische schokken de cellen en het glas kunnen beschadigen. Bovendien kan leidingwater kalksporen achterlaten die het rendement van de panelen verminderen. Er bestaan professionele koelsystemen die speciaal ontworpen zijn voor grootschalige installaties.

Welk type zonnepaneel is het minst gevoelig voor warmte?

Panelen die gebruik maken van heterojunction technologie (HJT) zijn over het algemeen het minst gevoelig voor warmte, met temperatuurcoëfficiënten van ongeveer -0,25% tot -0,30%/°C. N-type TOPCon panelen zoals die van Wattuneed bieden ook een uitstekende temperatuurbestendigheid, met coëfficiënten van ongeveer -0,30% tot -0,35%/°C.

Hoe bereken je de werkelijke temperatuur van een zonnepaneel?

Een vereenvoudigde formule voor het schatten van de temperatuur van een paneel is: T(cel) = T(omgeving) + (NOCT-20)/800 × Zonneschijn. Bijvoorbeeld, met een omgevingstemperatuur van 30°C, 1000 W/m² zonlicht en een NOCT van 45°C, zou de celtemperatuur ongeveer 61,25°C zijn.

Zijn bifaciale panelen beter bij warm weer?

Bifacial panelen kunnen om twee redenen beter presteren bij warm weer: ze zorgen voor een betere warmteafvoer dankzij hun ontwerp en hun vermogen om gereflecteerd licht op te vangen kan verliezen door temperatuur gedeeltelijk compenseren.

Bedrijfsgegevens

Wattuneed
Henripréstraat 12
4821 Andrimont
België
+32 87 45 00 34
info@wattuneed.com