Montage van zonnepanelen

Bij het monteren van zonnepanelen is het belangrijk te letten op mogelijke schaduwen. Dat is makkelijker gezegd dan gedaan. De zon staat elk jaar maar twee keer per jaar om dezelfde tijd op dezelfde plek. Op deze pagina leggen we iets meer uit over schaduw, en wat de invloed ervan is op een systeem zonnepanelen.

Waarom is schaduw een probleem?

Zonnepanelen werken in principe op elk soort licht. Het vermogen dat de zonnepanelen daarmee  opwekken is echter sterk afhankelijk van de intensiteit van het licht dat erop schijnt. Op een heldere dag in de zomer kan de intensiteit van het zonlicht waarden bereiken van 1000 Watt per vierkante meter. Op een donkere, bewolkte dag is dat soms maar 150 Watt per vierkante meter. Het spreekt dus voor zich dat we direct zonlicht op een heldere dag zo goed mogelijk willen opvangen. Het lijkt dan logisch om een zo groot mogelijk dakoppervlak te bedekken met zonnepanelen. Toch is dat niet altijd een goede keus.

De zonnepanelen van één systeem worden in een aantal series geschakeld. Dat betekent dat de spanning die een paneel opwekt, door volgende panelen wordt versterkt voordat het circuit uiteindelijk bij de omvormer wordt gesloten. Als het circuit gesloten is, gaat van het ene paneel naar het volgende een stroom lopen. Na het laatste paneel komt die stroom in de omvormer die de elektrische energie omzet voor het elektriciteitsnet.

Als nu op één plek de elektronen niet doorstromen, zal dat de stroom in de hele serie als het ware tegenhouden. Zoals één opstopping op de snelweg al het verkeer tegenhoudt. Dat is precies wat er gebeurt als een (deel van een) zonnepaneel door schaduw bedekt wordt.

Als de stroom op één plek helemaal geblokkeerd wordt, bijvoorbeeld doordat een deel van een zonnepaneel is afgeplakt met ondoorzichtig tape, dan bouwt zich daar een spanning op die uiteindelijk zelfs schadelijk kan zijn voor een zonnepaneel. Zo ver komt het gewoonlijk niet bij schaduwen van bijvoorbeeld schoorstenen of bomen. Maar het is goed om te weten dat invloed van schaduw niet rechtevenredig is met de grootte van de schaduw: een schaduw van 20% kan al snel een opbrengstvermindering teweeg brengen van 60%.

Hoe weet ik waar schaduw valt?

De zon staat elke minuut van de dag op een andere plek, en volgt elke dag van het jaar een andere baan. Het is dus niet altijd eenvoudig om te voorspellen waar schaduwen precies terechtkomen, en hoeveel invloed ze hebben op de opbrengst.

Een eerste indicatie van het schaduwgebied is te vinden door de twee uiterste grenzen in het jaar te berekenen. Op de langste dag van het jaar, 21 juni, volgt de zon de hoogste baan langs de hemel. Om 12:00 staat hij op zijn hoogste punt, waarbij de zonnestralen een hoek van 61 graden maken met de aarde. Schaduwen zijn dan kort: een object van 1 meter hoog maakt slechts een schaduw van 54 centimer.

Op de kortste dag van jaar, 22 december, staat de zon het laagst aan de hemel. Om 12:00 uur 's middags maakt de zon dan een hoek van slechts 15 graden met de aarde. Dat betekent dat de schaduw van een object van 1 meter hoog ongeveer 3,7 meter naar het noorden wijst.
In de diagram hiernaast zijn deze uiterste schaduwgrenzen schematisch weergegeven. Let op:

Als de stroom op één plek helemaal geblokkeerd wordt, bijvoorbeeld doordat een deel van een zonnepaneel is afgeplakt met ondoorzichtig tape, dan bouwt zich daar een spanning op die uiteindelijk zelfs schadelijk kan zijn voor een zonnepaneel. 

Schaduw van zonnepanelen op elkaar

Op platte daken monteren we zonnepanelen bij voorkeur op schuine standaards. Daarbij moet voorkomen worden dat de schaduw van de voorste rij de achterliggende rij beïnvloedt. In de winter als de zon laag aan de hemel staat, zal de schaduw van de voorste rij langer zijn dan 3,7 maal zijn eigen hoogte.