Een zonnepaneel is opgebouwd uit tientallen zonnecellen die allemaal met elkaar verbonden zijn. Wanneer er schaduw op een of meerdere cellen valt, kan er minder stroom door die cellen vloeien. Dit zorgt ervoor dat de opbrengst van het hele paneel daalt, omdat alle cellen in serie zijn geschakeld. Denk aan een rij kerstverlichting: als één lampje minder licht geeft of uitvalt, heeft dit effect op de helderheid van de hele rij.
De invloed van schaduw op uw zonnepanelen hangt sterk af van de stand van de zon. In de zomer, op 21 juni, staat de zon op haar hoogste punt met een hellingshoek van 61 graden. Een obstakel zoals een schoorsteenpijp werpt dan een korte schaduw, waardoor het effect op uw panelen beperkt is. Maar in de winter, op 21 december, staat de zon laag met een hellingshoek van slechts 15 graden. Dit betekent dat dezelfde schoorsteenpijp een veel langere schaduw werpt, wat de opbrengst van uw panelen drastisch kan verlagen.
U kunt zelf eenvoudig berekenen hoeveel schaduw een object op uw dak veroorzaakt. Gebruik hiervoor de formule: lengte schaduw = hoogte van het object / tangens (hellingshoek van de zon). Zo ziet u precies welke impact een schoorsteen, boom of dakkapel heeft op de opbrengst van uw zonnepanelen in verschillende seizoenen. Als er maar een paar uur schaduw is in de winter, dan weegt dat vaak niet op tegen de voordelen van zonnepanelen.
Invloed van schaduw op layout en schakeling
Ligt een deel van uw dak ook in de zomer grotendeels in de schaduw? Als uw dak te maken heeft met schaduw, kunt u kiezen voor een parallelle schakeling in plaats van een serieschakeling. Bij een parallel systeem werkt elk zonnepaneel onafhankelijk van de anderen. Dit betekent dat schaduw op één paneel geen invloed heeft op de opbrengst van de andere panelen.
Wist u dat de plaatsing van zonnepanelen (horizontaal of verticaal) invloed heeft op de schaduwwerking? Zonnepanelen zijn opgedeeld in drie delen via bypass-diodes. Bij een verticale (portrait) plaatsing kan schaduw van onder naar boven meer effect hebben dan bij een horizontale (landscape) opstelling. Dit is handig om te weten wanneer u schaduw van bomen of hoge objecten in de buurt verwacht.
Schaduw kan een grote rol spelen in het rendement van uw zonnepanelen, maar het betekent niet altijd dat panelen op een schaduwrijk deel van uw dak een slechte investering zijn. Onze adviseurs maken graag een schaduwberekening voor u met behulp van geavanceerde software. Hiermee brengen we de schaduwinvloed op uw dak nauwkeurig in kaart, zodat u precies weet waar u wel of geen panelen kunt plaatsen.
Schaduw en zonnigeorskeuring: wat gebeurt er precies?
De naam zegt het al: zonnepanelen houden van zon. Ze zetten zonlicht om in elektriciteit en hoe meer licht, des te meer elektrische energie er uit komt. Dus schaduw moeten we, indien mogelijk, vermijden. Dat is een feit. Maar het is niet zo rampzalig als veel installateurs je willen doen geloven. Op een bewolkte dag hebben we alleen diffus licht en zie je geen schaduwen op onze zonnepalen. Dat betekent dat je op zo’n dag geen last hebt van een boom, een schoorsteen of een dakkapel. Een gelijke verdeling tussen diffus en direct zonlicht komt vaak voor in Nederland in de zomer.
Hotspots en bypass-diodes
Een standaard paneel is opgebouwd uit zestig zonnecellen die allemaal in serie staan. Over elke twintig cellen staat een bypass diode. Al bij een schaduw van bijvoorbeeld 10 x 10 cm op een paneel wordt de desbetreffende bypass diode in werking gezet en presteert het paneel op 2/3 van het volle vermogen. De overige panelen in de string doen gewoon mee voor de volle 100 procent. Modernere panelen hebben grotere halven cellen en complexe verdelingen, waardoor het verlies door schaduw beter beheersbaar blijft.
De bypass diode leidt de stroom van de hele keten om het betreffende paneel heen zodat de rest van de panelen het volle vermogen kunnen leveren. De seriële keten heeft immers overal dezelfde stroom; als een cel minder stroom levert, wordt de hele string beïnvloed. Het effect van schaduw op één paneel is dus aanzienlijk, maar kan door bypass-diodes en juiste lay-out beperkt worden.
Schaduw op plat dak: verticale versus horizontale plaatsing
Bij plat dak systemen worden de zonnepanelen in rijen geplaatst. De hoek en de afstand tussen de rijen bepalen hoeveel schaduw een rij zonnepanelen op de rij erachter geeft. Als zonnepanelen naar het zuiden gericht zijn en de rijafstand ongeveer 2 keer de hoogte van de panelen in de voorgaande rij is, is het verlies door schaduw circa 10%. Door de opbouw van een zonnepaneel maakt het uit of panelen portrait (staand) of landscape (liggend) geplaatst worden. Bij portrait kunnen meerdere substrings gelijktijdig vanuit schaduw minder stroom leveren, terwijl bij landscape vooral de onderste substrings getroffen kunnen zijn. Hierdoor kan het voordelig zijn om de bypass-diodes per substring te activeren afhankelijk van de schaduwlocatie.
Uit de praktijk blijkt dat dichter bij elkaar plaatsen van rijen (bijv. 50 cm of minder) soms leidt tot meer verlies doordat er maar één bypass diode in werking treedt. Dit kan echter gecompenseerd worden doordat er zo meer panelen op een dak passen en de opbrengst per oppervlakte toeneemt. Voor grote systemen op platte daken wordt dit om die reden vaak toegepast: een paar procent verlies door schaduw voor veel meer opbrengst per dakruimte.
Schaduwanalyse: hoe zet je het in beweging?
Om echt zeker te weten hoeveel verlies schaduw oplevert, kan men een schaduwanalyse uitvoeren. Een populaire methode is de sun path finder. Hiermee maak je op diverse plekken op het dak een foto van de hemelkoepel, geprojecteerd op een papier met de zonnebanen voor de maanden en uren van de dag. Software analyseert deze beelden en levert een overzicht van schaduwverlies op elke plek op het dak. Dan blijkt vaak dat het totale verlies op jaarbasis meevalt.
Er zijn meerdere PV-softwarepakketten die schaduwobjecten kunnen invoeren en rekentools bieden. Voor bedrijfsdaken wordt vaak met uitgebreide schaduwsimulaties gewerkt zodat per uur en per maand duidelijk is waar schaduwvalt. In Nederland rekenen we globaal met 900 kWh/kWp voor een goed georiënteerd systeem.
Oplossingen tegen schaduw: van simpele opstelling tot high-end technologie
De grootste winst zit vaak in de basis: panelen zo leggen dat schaduwobjecten zo min mogelijk op de actieve panelen vallen en het veld zo indelen dat schaduw niet telkens dezelfde panelen raakt. Soms betekent dat minder panelen maar op een beter stuk dak, of net een andere oriëntatie kiezen waardoor de schaduw buiten de piekuren valt. Een goede dakscan kijkt naar wanneer en waar schaduw valt door het jaar heen.
Techniek die schaduw minder hard laat aankomen omvat paneelgerichte elektronica zoals power optimizers of micro-omvormers. Deze oplossingen zorgen ervoor dat elk paneel of elke klein groepje panelen onafhankelijk kan werken, zodat schaduw op één paneel minder doorwerkt naar de rest. Bij grotere schaduwsituaties kunnen meerdere MPP-trackers of zelfs optimizers per paneel de opbrengst maximaliseren.
Bij portrait versus landscape: als de schaduw van onder naar boven komt, kan landscape gunstiger zijn. Voor half-cell zonnepanelen kunnen optimizers de opbrengst verhogen doordat de niet-schaduwgedeelten nog steeds bijdragen aan de energieopwekking. Een optimale aanpak combineert rijafstand, juiste indeling van strings en eventueel toepassing van optimizers of micro-omvormers.
Voor kleine installaties kan een oplossing met minder panelen en betere locatie vaak efficiënter zijn dan extra techniek; voor grote installaties is het toepassen van optimizers of micro-omvormers vaak winstgevender. Een goede nulmeting en periodieke vergelijking met werkelijke waarden geven inzicht in de impact van schaduw en helpen bij bijsturing.
Praktische richtlijnen voor schaduw op platte daken
- Voorkom plaatsen van panelen op delen van het dak die markant veel schaduw krijgen, vooral in wintermaanden.
- Ontwerp rijafstand zo dat schaduw van de voorste rij zo min mogelijk op de achterliggende rij valt.
- Overweeg landscape of portrait afhankelijk van de schaduwrichting en mogelijke blokkades.
- Overweeg optimizers of micro-omvormers als er regelmatige schaduwpatronen zijn of als panelen afzonderlijk moeten functioneren.
- Laat een zonnpanelenspecialist een schaduwanalyse maken om exacte opbrengstberekeningen te krijgen.
Wil je concreet weten wat dit voor jouw situatie betekent? Een advies kan bestaan uit een schaduwanalyse en een op maat gemaakt legplan. Onze adviseurs helpen je graag om jouw dak zo te benutten dat schaduw zo veel mogelijk buiten de piekuren valt, waarbij je maximale jaaropbrengst behaalt.
Samengevatte inzichten
- Schaduw verlaagt de opbrengst doordat cellen in serie zijn verbonden; bypass-diodes beperken dit effect maar zijn afhankelijk van waar en hoe lang de schaduw valt.
- De stand van de zon verschilt per seizoen en bepaalt de lengte van schaduw op objecten als schoorstenen en bomen. Berekeningen met de tangensfunctie geven inzicht in de duur en impact.
- Parallel schakelen, optimizers en micro-omvormers verminderen de afhankelijkheid van de zwakste schakel en verhogen de totalen opbrengst onder schaduw.
- Landscape versus portrait en de positie van bypass-diodes bepalen hoe schaduw het paneel treft; bij plat dak kan rijafstand en indeling flinke winst opleveren.
- Schaduwanalyse met sun path finder of software geeft een realistisch beeld van jaaropbrengst en helpt bij een grondige legplanning.
- De opbrengst bij schaduw blijft meestal nog voldoende als de schaduw tijdelijk is of buiten piekuren valt; in ernstige, structurele schaduw kan verplaatsen of alternate opties nodig zijn.
Praktische bronnen en contact
Benieuwd naar de impact van schaduw op jouw dak? De naam zegt het al, zonnepanelen houden van zon. Ze zetten zonlicht om in elektriciteit en hoe meer licht, des te meer energie. Uitvoering en ontwerp kunnen schaduwen beperken of maximaliseren afhankelijk van de gekozen technologie en legplan. Onze adviseurs helpen je graag met een schaduwberekening en een gratis vrijblijvend antwoord van ervaren installateurs via het onderstaande formulier.
Bypassdiodes: hun belang in zonnepanelen
tags: #slagschaduw #zonnepanelen #platdak