De optimale oriëntatie en helling van een PV-systeem

De optimale oriëntatie en helling van een zonnesysteem beïnvloeden de PV-opbrengst. Er zijn echter afwijkingen van de ideale situatie mogelijk zonder dat dit noemenswaardig opbrengstverlies met zich meebrengt. In dit artikel leert u alles wat u moet weten over de oriëntatie en helling van een PV-systeem.

Het allerbelangrijkste eerst

De optimale uitlijning

Zonnepanelen wekken de meeste elektriciteit op als ze op het zuiden gericht zijn.

Oost-West fotovoltaïsche cellen

Een oost-westsysteem is gunstig voor eigen verbruik omdat het 's ochtends en 's avonds de meeste elektriciteit produceert. 

De optimale helling

Zonnepanelen hebben de hoogste opbrengst als ze op het zuiden gericht zijn en onder een hoek van 30 tot 45 graden worden gekanteld.  

Fotovoltaïsche panelen aan de noordkant

Zonnepanelen aan de noordkant wekken 30 tot 40 procent minder elektriciteit op dan die aan de zuidkant.

Wat is de optimale oriëntatie van een zonnestelsel? 

De optimale oriëntatie van het zonnestelsel is naar het zuiden. In het zuiden is de zonnestraling het grootst en produceren zonnepanelen de meeste energie. Ook een oriëntatie tot 30 graden naar het oosten of westen is geschikt en veroorzaakt weinig opbrengstverlies.  

Bij het uitlijnen van fotovoltaïsche systemen moet rekening worden gehouden met de Azimuthoek gespecificeerd. Dit geeft aan hoe groot de afwijking is van de optimale oriëntatie naar het zuiden (0° azimuthoek).  

Op platte daken worden de beste prestaties behaald bij een oriëntatie op het zuiden. Oost-west oriëntaties bieden echter een alternatief voor een consistentere stroomopwekking gedurende de dag. Hierdoor is een extra opbrengst tot 40% mogelijk. 

Wat is de optimale helling van het PV-systeem? 

De optimale hellingshoek van de PV-modules bedraagt 30 tot 35 graden. Over het algemeen moet de hellingshoek van het zonnestelsel tussen de 20 en 60 graden liggen. Een lagere hellingshoek verbetert de prestaties in de zomer. Een grotere hellingshoek verbetert de opbrengsten in de wintermaanden.

Fotovoltaïsche systemen behalen een maximale opbrengst als de zonnestralen onder een hoek van 90 graden op de zonnecellen vallen. In de praktijk wordt deze hoek echter zelden bereikt, omdat de zon gedurende de dag en het jaar beweegt en op verschillende hoogtes staat. In Duitsland is de temperatuur in de zomer het hoogst rond het middaguur en in de winter het laagst in de ochtend en avond. De hellingshoek van 30 tot 35 graden voor systemen die op het zuiden zijn gericht, is daarom een compromis dat het hele jaar door de hoogste opbrengsten garandeert. 

De interactie tussen oriëntatie en helling is cruciaal

De verwachte opbrengsten zijn afhankelijk van de oriëntatie en helling van de PV-modules. De onderstaande tabel toont de interactie tussen de twee formaten. 

Zoals u ziet, zorgen kleine afwijkingen van de optimale oriëntatie en helling (zuid, 30 tot 35 graden) slechts voor een geringe vermindering van de PV-opbrengst. Een PV-systeem dat op het zuiden is gericht, behaalt bij een hellingshoek van 10 of 60 graden nog steeds ruim 90% van de maximale opbrengst. Ook bij PV-systemen die op het zuidoosten of zuidwesten gericht zijn, is het opbrengstverlies beperkt, op voorwaarde dat de helling tussen de 10 en 60 graden ligt. PV-systemen die op het noorden gericht zijn, leveren de laagste opbrengsten, hoewel het gebruik ervan in bepaalde gevallen lonend kan zijn.

Vuistregel:Hoe meer het PV-systeem afwijkt van de zuidelijke richting, hoe voordeliger een kleine hellingshoek is. Een systeem dat op het westen of oosten is gericht en een hellingshoek heeft tussen de 0 en 20 graden, zal nog steeds een hoge opbrengst behalen van ruim 85% van de maximale opbrengst.

Soms is het zinvol om twee kanten te combineren, zoals bij oost-west zonnestelsels. Hierdoor vergroot u niet alleen uw totale opbrengst, maar ook uw eigen verbruik.  

Welke impact heeft de focus op zelfconsumptie?

Door de stijgende kosten voor elektriciteit wordt het zelf consumeren van zonne-energie steeds interessanter. Daarom wordt de oost-westoriëntatie steeds belangrijker. 

Zonnepanelen hebben de hoogste opbrengst als ze op het zuiden gericht zijn, maar het grootste deel van de elektriciteit wordt aan het net geleverd. Waarom? De meeste zonne-energie wordt opgewekt rond het middaguur. Op dat moment verbruiken de meeste huishoudens het minste. Een oost-west-oriëntatie lost dit probleem op, omdat de hoogste opbrengsten in de ochtend en avond worden behaald - precies wanneer het elektriciteitsverbruik van huishoudens het hoogst is. 

Tips voor het uitlijnen van een PV-systeem

Bij het bepalen van de optimale oriëntatie en hellingshoek van een PV-systeem moet u ook rekening houden met andere factoren:

• Schaduw:Een schaduwmodule maakt alleen gebruik van diffuse zonnestraling en produceert minder elektriciteit. Dit leidt tot opbrengstverliezen. Wanneer u een fotovoltaïsch systeem op uw eigen dak plant, dient u daarom een schaduwanalyse uit te voeren;
• Zelfreinigend:Bij een hellingshoek van meer dan 12 graden reinigen de PV-modules zichzelf. Water kan weglopen en vuil of sneeuw wordt met de regen weggespoeld;
• Volgsystemen:Met een volgsysteem past het PV-systeem zich aan de invalshoek van de zon aan. Afhankelijk van het systeem is verticale en/of horizontale tracking mogelijk. PV-systemen leveren hierdoor een extra opbrengst tot wel 351 TP3T.