Elektriciteit uit zonlicht - Bespaar Energie

helling
° °
ZW
Relatieve jaaropbrengst van een fotovoltaïsch veld in functie van
de hellingshoek en oriëntatie t.o.v. een systeem met optimale oriëntatie
en hellingshoek (zwart punt, gelijkgesteld aan 100%)
Beschaduwing
De schaduw van andere gebouwen, bomen, lantaarnpalen,
dakvensters, schouwen enz. op de PV-module vermindert de
opbrengst, vooral wanneer een centrale invertor wordt
gebruikt. In dat geval kan zelfs een kleine schaduw op 1 cel
de opbrengst van een volledig PV-systeem drastisch verminderen.
Het effect is te vergelijken met een tuinslang vol water die
op één plek wordt dichtgeknepen: er komt nog nauwelijks
water uit. Vertaald in elektrische grootheden: de beschaduwde
zonnecel wordt een weerstand en de spanning over de cel
wordt negatief.
Waar de schaduw valt, wordt de module merkwaardig
genoeg ook plaatselijk opgewarmd door omzetting van elektriciteit
in warmte - dat noemt men een ‘hot spot’. De module
kan daardoor op termijn en in extreme gevallen schade
oplopen. In PV-modules worden daarom zogenaamde
Vergelijking van de maand- en jaarproductie per kWp van een hellend
PV-systeem (40°) en een verticaal opgesteld PV-systeem (gevel)
ZO
ONTWERPEN VAN NETGEKOPPELDE FOTOVOLTAÏSCHE SYSTEMEN
‘bypass-diodes’ ingebouwd, elektrische ‘omwegen’
waarlangs de stroom toch voorbij een
beschaduwde serie van zonnecellen kan.
Beschaduwing moet bij ontwerp en opstelling
van PV-systemen zoveel mogelijk vermeden
worden - zelfs op het eerste zicht verwaarloosbare
schaduwen van bvb. lantaarnpalen,
schouwen, balustrades enz. hebben een grotere
invloed dan hun schaduwoppervlak doet vermoeden.
Als bij lage zonnestanden in de winter de schaduw
door de omgeving toch onvermijdelijk is, worden de
modules best per horizontale rij in serie geschakeld,
zodat ze allemaal tegelijk wel of niet beschaduwd worden.
Het energieverlies door de winterse schaduw is overigens
op jaarbasis relatief klein door de lage zoninstraling en
de korte dagen.
Bij wisselstroommodules blijft het effect van de beschaduwing
beperkt.
Opbrengstverlies door opwarming
van de modules
Bij hogere temperatuur van de zonnecel daalt het elektrisch
rendement lichtjes: relatief met ongeveer -0,5% per graad
boven 25°C. Voor een zonnecel met een nominaal rendement
van 15% (bij 25°C) zal dus bij 75°C het werkelijke rendement
een kwart lager liggen en 11% bedragen. Gelukkig warmen
modules niet het ganse jaar door zo sterk op en blijft het
effect op de totale jaaropbrengst relatief beperkt (zie verder).
Ventilatie van de PV-modules
De inbouw (gebouwintegratie) van een PV-systeem in het dak
of de gevel van een gebouw zal de temperatuur van de modules
bij volle zon opdrijven en daardoor de opbrengst verminderen.
Als ventilatie mogelijk is achter de modules om de
warmte af te voeren, blijft dat verlies beperkt. Uit metingen
blijkt dat de invloed van ventilatie kleiner is dan de theoretische
berekeningen aangeven.
Bij inbouw in een dak zonder ventilatie kunnen de modules in
de zomer meer dan 40°C warmer worden dan de buitentemperatuur.
De totale jaaropbrengst daalt daardoor met ruim
5%. Bij verticale gevelmodules zonder ventilatie stijgt de temperatuur
zelfs 55°C boven de buitentemperatuur en zakt de
jaarlijkse opbrengst met 9% in vergelijking met een volledig
vrijstaand systeem. Bij voldoende ventilatie zijn de verliezen
maar half zo groot.
Door de ventilatie van de hete modules ontstaat een warme
luchtstroom die we voor verwarming zouden kunnen gebruiken.
Dat is al bestudeerd voor ons klimaat: het heeft volgens
dat onderzoek slechts zin voor specifieke toepassingen zoals
zwembaden of bij renovatie van appartementsgebouwen met
matige isolatie.
29 - Elektriciteit uit zonlicht