Zonnepanelen zijn blij met de zon, niet met de hitte

Het zijn gouden tijden voor de eigenaren van zonnepanelen - zou je denken. Met de hoeveelheid zon van deze maand wekken tien zonnepanelen nu genoeg energie op om met een elektrische auto van Utrecht naar Rome én terug te rijden. Maar ze zouden nog veel meer opleveren als het niet zo heet zou zijn. Zonnepanelen werken namelijk minder goed in de hitte. Hoe zit dat?

Professor Wim Sinke van TNO legt uit: hoe warmer een zonnepaneel is, hoe minder goed het werkt. En op dagen als deze wordt zo'n paneel bloedheet: rond de 65 graden, 30 graden hoger dan de omgevingstemperatuur. Dat komt doordat er weinig wind is en de zon fel schijnt. Die hitte helpt niet mee: zonnepanelen leveren in dit weer per zon-uur 15 procent minder op dan wanneer de zon even fel zou schijnen in de winter, met een buitentemperatuur van rond het vriespunt.

Kou en felle zon

"Dat is de ideale situatie voor een zonnepaneel, een heldere zon in een koude winter. Maar dat komt natuurlijk niet zo vaak voor en bovendien heb je in de winter sowieso korte dagen en veel minder uren zon, ook op een heldere dag. De totale opbrengst van een paneel over een dag of een maand is daarom altijd veel lager dan in de zomer", zegt Sinke.

De zonnepaneelopbrengst is dus afhankelijk van de felheid van de zon en het aantal uren dat die schijnt en van de temperatuur. Maar omdat de zon zo veel vaker schijnt in de zomer, weegt het voordeel daarvan op tegen het nadeel van de hitte. Ondanks het feit dat zonnepanelen minder efficiënt zijn in de hitte, zorgt de zon in de maanden april tot en met juli namelijk voor de helft van de jaaropbrengst van een zonnepaneel.

Het zonnepaneel is lek

De perfecte combinatie voor een maximale opbrengst is dus kou en felle zon. Waarom levert een zonnepaneel minder energie op in de hitte? Doordat de zon op het paneel schijnt, wordt er elektrische lading vrijgemaakt. Dat zorgt voor de elektriciteitsproductie. Maar ook warmte maakt lading vrij en dat vermindert het effect van het zonlicht enigszins.

Het sterkst merk je dat aan de elektrische spanning van het paneel, die wordt wat lager. De opbrengst van het paneel, dus het rendement, wordt bepaald door de balans tussen de effecten van de felheid van het licht en temperatuur van het paneel.

Sinke: "Vergelijk het zonnepaneel met een lekke waterton. In die ton wordt water gegoten, dat kun je vergelijken met zonnestraling. Tegelijkertijd loopt er water weg door het lek. Dat lek is te vergelijken met het effect van warmte. Hoe harder de straal waarmee de ton wordt gevuld, hoe hoger het water in de ton komt te staan. In zonnepanelentermen: hoe hoger de elektrische spanning van het paneel zal zijn. Als het lek groter wordt en de straal even hard blijft, zal het water in de ton lager komen te staan: de spanning van het paneel neemt af."

Er wordt in dit zonnige, warme weer dus wel veel elektriciteit opgewekt door de zon, maar net wat minder dan wanneer het zonnig en koel zou zijn. Toch is de opbrengst nog altijd veel groter dan wanneer het minder zonnig zou zijn. Met andere woorden: het voordeel van de extra zon is veel groter dan het nadeel van de warmte.

Wat te doen

Heeft het dan zin om bijvoorbeeld een bak ijskoud water over je zonnepanelen te gooien met dit weer? "Dat lijkt me zonde van het water", aldus Sinke. "En dat zou maar een heel tijdelijk effect hebben. Wat wel helpt is panelen zo te installeren dat er aan de achterkant natuurlijke ventilatie is die ervoor zorgt dat de warme lucht deels wordt afgevoerd en de paneeltemperatuur minder oploopt. Iets wat bij deze meeste systemen het geval is."

Het is overigens niet zo dat een zonnepaneel schade oploopt door de hitte. Ze doen het deze dagen gewoon wat rustiger aan.