Hoe ziet de opbrengst van zonnepanelen er gedurende een dag uit als de panelen op het zuiden, oosten of westen gericht zijn? En hoeveel maakt dat uit voor je zelfverbruik van zonnestroom?
Zonnepanelen die op het zuiden gericht zijn, wekken op jaarbasis de meeste stroom op. Zonnepanelen op het oosten of westen brengen jaarlijks weliswaar minder op, maar de opwek gedurende de dag ziet er ook anders uit dan bij panelen op het zuiden. En juist dat kan interessant zijn, omdat het ervoor kan zorgen dat je meer zonnestroom direct zelf verbruikt.
Stel, een huishouden heeft elke dag een verhoogd stroomverbruik tussen 7 en 8 ’s ochtends, als iedereen opstaat. Overdag is vaak niemand thuis en is het stroomverbruik laag. Aan het begin van de avond komt men thuis en wordt er elektrisch gekookt. Daardoor heeft dit huishouden meestal ook tussen 18 en 19 uur een piek in het stroomverbruik.
Opbrengst 8 zonnepanelen
Stel dat dit huishouden 8 zonnepanelen heeft van 375 wattpiek per paneel. In totaal ligt er dan 3 kilowattpiek (kWp) aan zonnepanelen. Deze panelen wekken op jaarbasis zo rond de 3000 kWh op: dit hangt – zoals in deze post te lezen is – af van verschillende factoren, waaronder de oriëntatie van de panelen.
Gemiddeld genomen is de opbrengst zo verdeeld over de maanden van het jaar voor panelen op het zuiden:
Mei, juni en juli zijn dus de topmaanden voor de zonnepanelen, terwijl er in december en januari maar weinig wordt opgewekt.
Maar cijfers over jaarlijkse of maandelijkse opbrengst vertellen weinig over hoeveel van deze zonnestroom je direct zelf in huis kan verbruiken. Daarvoor moeten we naar de opwek van de panelen gedurende een dag kijken.
Oriëntatie van de zonnepanelen en zelfverbruik
Hoe overlapt de opwek van deze zonnepanelen met het gebruikspatroon van het voorbeeldhuishouden? Ervan uitgaande dat er geen wolkje aan de lucht is, ziet de opwek op de langste dag van het jaar er zo uit als de panelen op het oosten, zuiden of westen zouden liggen:
De grijze banden stellen de piekuren voor waarin het huishouden veel stroom verbruikt.
De panelen op het zuiden wekken deze dag het meeste op: 21 kWh tegen 19 kWh voor de panelen op het oosten of westen. Maar de panelen op het oosten wekken tussen 7 en 8 uur ’s ochtends al 800 tot 1500 watt op, waardoor de pot koffie grotendeels van zonnestroom gezet kan worden. Bij panelen op het zuiden of westen is de opwek op dit moment van de dag nog veel lager, en zal dus meer stroom van het net moeten komen om in de ochtendpiek te voorzien.
Als ’s avonds tussen 18 en 19 uur de oven 2000 watt vraagt, kan dit bij panelen op het westen voornamelijk van zonnestroom. Bij panelen op het zuiden moet een behoorlijk deel van de stroom van het net komen, en bij panelen op het oosten werkt de oven bijna volledig op stroom van het net.
Panelen op het oosten of westen overlappen in juni dus beter met de dagelijkse stroompieken van dit huishouden dan panelen op het zuiden. Hoe zit dat de rest van het jaar?
Opbrengst zonnepanelen in het voor- en najaar
Op 21 maart en 21 september – drie maanden voor en na de langste dag – ziet de opwek op een perfect zonnige dag er zo uit:
In maart heeft oost bij het opstaan nog een voordeel, en in september west bij het avondeten. Maar het voordeel is een stuk kleiner geworden. De dagopbrengst is in deze tijden van het jaar ook een stuk lager: de panelen op het zuiden wekken op deze momenten in het jaar op een perfect zonnige dag 16 kWh op, de panelen op het oosten en westen 10 kWh.
Bovenstaande grafieken zijn nagenoeg hetzelfde, alleen is de opwek op 21 september een uur naar rechts verschoven ten opzichte van de grafiek van 21 maart. Dit komt omdat 21 maart in de wintertijd valt, en 21 september in de zomertijd.
Opbrengst zonnepanelen in de winter
Op de kortste dag van het jaar vindt de opwek bij alle oriëntaties tussen 9 en 16 uur plaats. Panelen op het oosten of westen bieden geen extra ochtend- of avondvoordeel meer. Ook wekken ze maar 2 kWh op. De panelen op het zuiden wekken nog 7 kWh op – maar dat is op een perfect zonnige winterdag, wat helaas maar weinig voorkomt. Zoals we hierboven al zagen, is de opbrengst van zonnepanelen in de maand december sowieso erg laag.
Opbrengst zonnepanelen oost/west
Een andere optie is om de panelen te verdelen over verschillende oriëntaties. Stel dat de 8 panelen gelijk verdeeld zouden worden over het oosten en westen. In dat geval zou de opwek er in juni zo uitzien ten opzichte van panelen op het zuiden:
De oost/west-panelen wekken deze dag evenveel op als wanneer de panelen allemaal op oost óf west zouden liggen (19 kWh). Vooral tussen 6 en 9 uur en tussen 18 en 21 uur biedt de oost/west-opstelling voordeel ten opzichte van panelen op het zuiden. Dat zijn ook de momenten waarop de meeste huishoudens veel stroom gebruiken. Voor het voorbeeldhuishouden maakt dit ’s avonds bij het koken tussen 18 en 19 echter nog nog niet zoveel uit. In de middag wekken de oost/west-panelen juist minder op dan panelen op het zuiden. De opwek is dus wat geleidelijker verdeeld over de dag.
In maart en september is het voordeel in de ochtend en avond nagenoeg verdwenen:
Tot slot ziet de opwek in december voor oost/west-panelen er zo uit:
Zelfverbruik en oriëntatie zonnepanelen
De meeste huishoudens hebben verbruikspieken in de eerste helft van de ochtend en de avond. Dat zijn momenten waarop zonnepanelen op het zuiden niet zoveel stroom opwekken. Panelen op het oosten en/of westen kunnen gedurende de zonnige maanden daarom een voordeel bieden, omdat ze eerder of juist later op de dag meer opwekken. Hoeveel extra zelfverbruik dit oplevert, hangt af van wanneer de verbruikspieken precies zijn. Dat zal voor elk huishouden anders zijn. Het hangt natuurlijk ook van je dak af welke oriëntaties van de panelen überhaupt mogelijk zijn.
De opwek is in alle gevallen echter het hoogst in de late ochtend en/of de middaguren. Hoewel je momenteel door de salderingsregeling financieel niet beloond wordt als je je zelfverbruik verhoogt, is het voor het overvolle elektriciteitsnet wel degelijk nuttig om hier rekening mee te houden.
Dit kun je bijvoorbeeld doen door apparaten zoals de wasmachine, droger en vaatwasser op zonnige dagen aan te zetten op deze tijdstippen. Als je een elektrische auto hebt die overdag bij huis staat, kun je deze op zonnestroom laden. Of mogelijk heb je een warmtepomp en kun je met een tijdklok instellen dat deze overdag z’n voorraadvat verwarmt.
Zonnepanelen simuleren met Python
De zonnepanelen van deze post zijn gesimuleerd met het pvlib-pakket van Python. Hier is gebruik gemaakt van de get_clearsky-functie om de opwek onder ideale omstandigheden te bepalen. De gesimuleerde panelen liggen onder een hellingshoek van 30° en hebben geen last van schaduwwerking van gebouwen of bomen in de omgeving.
