Hoe haalt u een optimaal rendement uit uw zonne-installatie?

Hoe haalt u een optimaal rendement uit uw zonne-installatie?

Bij de installatie van uw zonnesysteem houdt u best rekening met volgende punten:

Helling van de zonnepanelen in functie van de geografische ligging van België

België ligt ongeveer op 50° - 51° noorderbreedte Dat wil zeggen dat op 21 maart of 23 september de zon ’s middags (12u00 zonnetijd) ongeveer 40 graden boven de horizon staat.
De as van de aarde heeft een helling van 23.5° ten opzichte van de invallende zonnestralen zodanig dat  op 21 december de zon  op 12u00  zonnetijd 40- 23.5 = 16.5° boven de horizon staat terwijl in de zomer deze  hoek 40+23.5 = 63.5 ° bedraagt.
Willen we dus zoveel mogelijk zonne-energie met onze panelen gaan recupereren dan zou hun opstellingshoek ook moeten variëren met de seizoenen d.w.z. vertikaler in de winter – vlakker in de zomer. We zullen ons bijgevolg moeten tevreden stellen met een compromis.
Het aantal uren zon varieert sterk met de seizoenen. De zon komt in de winter ‘s morgens op om 07u30 (GMT) en gaat onder om 15u30. We hebben dan eigenlijk 8 uur zonnestraling. In de zomer hebben we daarentegen 16 uur zonnestraling. De hoeveelheid zonne-energie die beschikbaar is voor de zonnepanelen is dus heel veranderlijk.

Hellingshoek van de zonnepanelen in functie van het type straling

Op een heldere zomerdag wanneer de zon op haar hoogste stand staat, bereikt er 1000 W/m² zonne-energie het aardoppervlak. Maar dergelijke dagen zijn eerder zeldzaam. Toch is er een gedeelte van de zonnestraling die door de wolken heen ons aardoppervlak bereikt. Die zonnestraling samen met de zonnestraling die door de omgeving wordt teruggekaatst, noemt men de diffuse straling
Willen we de zonne-energie optimaal benutten in functie van het type straling dan geven wij aan de zonnepanelen ook verschillende hellingshoeken. In België bedraagt de diffuse straling ongeveer 60% van de totale straling.

Helling van de zonnepanelen in functie van de toepassing

  • Naargelang de toepassing van onze zonnepanelen kunnen we de helling ervan laten variëren. Beogen wij met onze zonnepanelen het aanmaken van sanitair warm water (SWW), dan kiezen wij een compromis die het ganse jaar de beste resultaten geeft. Ons SWW verbruik is nagenoeg constant gedurende het jaar. Stellen we de panelen op onder een hoek van 50° met de horizon dan kunnen wij het aantal m² zonnepanelen bepalen om aan onze SWW behoefte te voldoen van april tot oktober. Deze methode zal ons toelaten om de verwarmingsketel gedurende de zomermaanden volledig uit te schakelen.
  • Willen we onze zonnepanelen gebruiken om ons huis te verwarmen, dan geven we aan de zonnepanelen eerder een helling die ergens tussen de winterstand en de herfst – en lentestand van de zon ligt. We kiezen dan best voor een hoek van 60° wat overeenkomt met de invalshoek van de zonnestralen in oktober en februari. Aangezien we in de wintermaanden toch geen zonne-energie genoeg hebben om ons warmtebehoefte in te dekken (tenzij wij in een passiefhuis wonen) gaan we in deze opstelling proberen zo laat mogelijk beroep te moeten doen op bijverwarming van de ketel.
  • Wij kunnen ook onze zonnepanelen gebruiken voor het opwarmen van een zwembad. Dat is een typische zomeractiviteit en de helling van de zonnepanelen zal dus overeenkomen met de invalshoek van de zonnestraling in juni en augustus. De beste helling bedraagt dan ongeveer 30°. In het kader van een toepassing van beglaasde zonnecollectoren met zwembad, is het aantal geplaatste m² collectoren voldoende om zonder moeite het grootste deel van de sanitair warm water behoeften te voldoen. Indien het een buitenzwembad betreft, kunnen de zonnecollectoren in de winter dienst doen voor verwarmingsondersteuning van de woning, mits het voorzien van een bijkomend vat voor het opslaan van de energie.

Invloed van de oriëntatie van de panelen op hun prestaties

In weinig gevallen is ons dak ideaal zuid georiënteerd en bedraagt de helling van ons dak 50°. 
De prestaties van de zonnepanelen in afwijkende omstandigheden hebben daar in feite minder onder te lijden dan globaal verwacht en zelfs heel opvallende resultaten zijn uit de verschillende metingen te voorschijn gekomen. 
Gezien zonnepanelen niet alleen rechtstreekse zonnestralingen absorberen maar ook de diffuse stralingen zullen wij voor oostgeoriënteerde panelen in vertikale positie nog 50% van de totale straling opvangen.
Schematisch is het prestatieverlies het beste te zien op de afbeelding hiernaast.

Invloed van het type zonnepanelen op het rendement

Niet alle zonnepanelen hebben het zelfde rendement. Een zwembad collector heeft een ander rendement dan een vacuum collector of een vlakke collector.
Aangezien de panelen nog in de buitenlucht opgesteld staan zal de omgevingstemperatuur (door de warmteverliezen) ook nog een invloed hebben op de prestaties van de collectoren. 
Vacuum collectoren hebben een beter rendement omdat ze beter thermisch geïsoleerd zijn (vacuum) terwijl zwembad collectoren helemaal niet thermisch geïsoleerd zijn.
Het rendement van zonnepanelen ligt dus binnen een vork van 40 à 80 %.