In de praktijk zijn opbrengstberekeningen van zonnepanelen vaak gebaseerd op standaard-testomstandigheden, waarbij geen rekening is gehouden met de precieze situatie ter plekke. De werkelijke prestaties kunnen dan ook achterblijven bij de verwachtingen, door variaties in zonnestraling, warmte-effecten, vuil, schaduw en slijtage.

Om een beter idee te krijgen van het werkelijke rendement van zonnepanelen, nam promovendus Bin Meng van de onderzoeksgroep Building Performance van de faculteit Built Environment contact op met MorgenWonen, een dochter van het Nederlandse bouwbedrijf VolkerWessels.

MorgenWonen heeft de afgelopen jaren honderden prefabwoningen door heel Nederland gebouwd, waarvan een deel is voorzien van zonnepanelen. Omdat zowel de woningen als de panelen gestandaardiseerd zijn, kreeg de onderzoeker de kans om het rendement van 256 identieke residentiële pv-systemen op 19 locaties onder verschillende en gelijke omstandigheden met elkaar te vergelijken. ‘Hierdoor kon ik niet alleen het verschil tussen de beloofde en de werkelijke efficiëntie beoordelen, maar ook achterhalen wat precies de oorzaak van dit verschil was’, duidt Meng. In totaal keek de onderzoeker naar 5 factoren: locatie, oriëntatie op de zon, seizoensgebonden variaties, helderheid van de hemel en slijtage.

‘Het eerste wat ik uit mijn analyse kon opmaken, is dat de werkelijke prestaties achterblijven bij wat doorgaans door simulatiemodellen wordt voorspeld’, duidt Meng. ‘We vonden maar liefst een verschil van 6 procent met de verwachte prestaties. Dit impliceert dat verkopers van pv-systemen de neiging hebben om de efficiëntie van hun zonnepanelen in typisch Nederlandse woonwijken te overschatten.’

Om erachter te komen wat er aan de hand was, keek de onderzoeker vervolgens naar de afzonderlijke factoren. ‘We zagen al snel dat standaardschattingen de neiging hebben om de invloed van “masking” op de prestaties over het hoofd te zien. Dit effect, dat ook wel bekendstaat als horizonschaduw, heeft betrekking op de hoeveelheid indirect licht die op het pv-systeem valt, en hangt af van de fractie van de hemel die zichtbaar is voor de zonnepanelen. Zelfs in buitenwijken, waar niet veel hoogbouw is, kan de blokkering van diffuse straling uit de hemel de pv-efficiëntie danig verminderen.’

Wat betekenen deze bevindingen nu voor de toekomstige kopers en verkopers van zonnepaneelsystemen? Een voor de hand liggende oplossing is volgens de onderzoekers om de zonnepanelen eerst in het echt te testen, in plaats van alleen te vertrouwen op de schattingen van simulaties in ideale omstandigheden.

Meng: ‘Ik heb gekeken naar de impact van het testen van de panelen gedurende één maand tijdens hoogzomer. Alleen daarmee konden we de relatieve fout van de gebruikelijke simulatiemodellen al bijna halveren, met bijna 5 procentpunt.’ Meng hoopt dat praktijktests kunnen helpen om de huidige simulatiemodellen te verbeteren, zodat toekomstige kopers nauwkeuriger schattingen van het masking-effect kunnen maken, zonder de zonnepanelen eerst daadwerkelijk te hoeven installeren. Dit zal vervolgens ook de zonnepaneelfabrikanten helpen, die zeker willen zijn van hun prestatieclaims. De tests zullen deel uitmaken van toekomstig onderzoek.

Een andere groep die baat kan hebben bij de praktijktests, zijn de huidige eigenaren van zonnepaneelsystemen, zegt Roel Loonen, die samen met Jan Hensen Meng begeleidt bij zijn promotieonderzoek. ‘Veel mensen hebben de neiging om hun zonnepanelen te vergeten, als ze ze eenmaal hebben geïnstalleerd. Ze verzuimen regelmatig hun app te checken, en zijn zich er niet van bewust of en wanneer zonnepanelen niet meer werken. Het doen van regelmatige controles op deze legacy-systemen, met behulp van goedgekeurde benchmarks, zou deze gebruikers kunnen helpen. Ze kunnen de gegevens ook gebruiken om te beslissen wanneer ze hun zonnepanelen moeten vervangen. De standaardlevensduur van pv-systemen wordt geschat op ongeveer 25 jaar, maar zeker weten we dat niet. Met realtime-gegevens over de prestaties kunnen we gebruikers informeren over het optimale moment van vervanging. Niet te laat, maar ook niet te vroeg, gezien de milieu-impact van gebruikte zonnepanelen. Je wil ze natuurlijk gebruiken zolang ze goed werken.’

Bron: TUE