12 Panelen op een plat dak

1. Ballast. Frames of een draagconstructie met gewicht erop, zoals betonblokken of grind. Het dak wordt niet doorboord. Nadelen: het gewicht en de gevoeligheid voor wind.
2. Bevestiging aan de constructie. Een draagconstructie die door de dakopbouw in de onderliggende constructie verankerd is. Rond de ankerpunten is een volledige afdichting nodig.
3. Kleven. Flexibele dunnefilmpanelen die rechtstreeks op de dakbedekking gekleefd worden. Dat is bedoeld voor daken met een lichte helling, tot ongeveer 10°, en een gewicht onder 10 kg/m².

Losliggende panelen met ballast kunnen door zuiging oplichten, kantelen of verschuiven. Laat een extra draagconstructie daarom berekenen door een constructeur. In Nederland beschrijft de norm NEN 7250 de bouwkundige eisen voor zonne-energiesystemen op daken, met onder meer een testmethode voor de windweerstand.

• Zuid: frames en draagconstructies staan meestal op 15° tot 40°.
• Lage oost-westopstelling: meestal 10° of minder, zodat de rijen dicht op elkaar passen.
• Een steilere helling vraagt meer afstand tussen de rijen, zie "Afstand tussen de rijen".

Opbrengst per kWp (theoretische waarden volgens PVGIS, gemiddelde van zes Nederlandse steden; in de praktijk zo'n 15 % lager, de verhoudingen blijven):

Bijna vlak leggen kost dus weinig tegenover de volle helling. Meer over richting en helling in Opbrengst in Nederland en Oriëntatie en hellingshoek.

Staan de rijen te dicht, dan werpt de ene rij schaduw op de volgende. Een gangbare vuistregel is dat de tussenruimte drie keer de hoogte van de vorige rij is. Dat komt neer op een schaduwhoek van 18,5°. De "pitch" is de afstand van de onderrand van de ene rij tot de onderrand van de volgende.

Berekening voor een paneel van 1,76 × 1,13 m (een aangenomen formaat voor 435 Wp, ongeveer 2,0 m² en 22 % rendement). De tweede kolom met pitch zorgt voor geen schaduw op 21 december om 12 uur zonnetijd, wanneer de zon in Utrecht 14,5° hoog staat.

Een steile helling kost dus snel veel plaats: bij 35° neemt één rij ruim 5 m dak in voor een paneel van 1,76 m lang. In het noorden van het land staat de zon in december nog iets lager, zodat de afstand daar iets groter moet zijn.

Bij een lage oost-westopstelling kijken de panelen om beurten naar het oosten en het westen, met een lage helling. De rijen schermen elkaar minder af, dus er passen meer panelen op hetzelfde dak. Onderzoekers van de EPFL (Zwitserland) vergeleken drie daken in Neuchâtel. Een oost-westopstelling met 5° tot 7° helling gaf telkens meer opbrengst per m² dak dan zuid: 60 tegenover 52, 71 tegenover 43 en 86 tegenover 75 kWh per m² dak per jaar. Dat is 14 %, 66 % en 14 % meer. Financieel was het beeld gemengd: zuid was het best voor twee daken, oost-west voor het derde. Het gaat om een kleine studie, in een ander klimaat dan het onze.

Wind kan panelen optillen, kantelen of laten schuiven. Na stormen worden vooral schadegevallen bij installaties met ballast gemeld. De windbelasting is het hoogst aan de hoeken en randen van het dak. Leg daar liefst geen panelen, gebruik een windscherm aan de achterkant en laat kleine spleten tussen de panelen voor drukvereffening. Nederland is voor de windbelasting verdeeld in drie windgebieden, met de hoogste belasting langs de kust, zie Montagesystemen.

Hoeveel ballast je nodig hebt, hangt af van de gebouwhoogte, de plek op het dak, de helling, het windgebied en de afstand tot de rand. Een vast getal bestaat niet. Bronnen noemen alleen indicatieve gewichten:

De spreiding laat zien dat elk dak een eigen berekening nodig heeft. Een lagere helling en een aangepaste rijafstand kunnen de ballast sterk verminderen.

• Veel platte daken van woningen, zoals die van een uitbouw, garage of galerijflat, zijn licht gebouwd en niet bedoeld om op te lopen of zwaar te belasten.
• Een systeem met ballast kan meer dan 80 kg/m² wegen. Op een licht dak blijft dan weinig marge over. Laat de draagkracht daarom controleren door een constructeur.
• Zonnepanelen zelf wegen ongeveer 11 tot 13 kg/m².

• Is je dakbedekking al wat ouder, vervang die dan eerst. Panelen gaan 25 jaar of langer mee, en als de bedekking eerder op is, moeten ze er tijdelijk af. Kabeldoorvoeren vragen aandacht voor luchtdichtheid.
• Plan dakisolatie of een lichtkoepel vóór de panelen erop komen. Bij een groendak of een dak met grind vraag je advies voor jouw situatie.
• Houd het dak bruikbaar: afvoeren, opstanden, lichtkoepels en technische installaties moeten bereikbaar blijven. Laat kabels niet in het water liggen en laat geen ondersteuning de afwatering blokkeren. Kijk na of beschermlagen en dragers geschikt zijn voor de dakbedekking.
• Kijk naar de resterende levensduur van de dakbedekking. Die kosten kunnen het prijsverschil tussen twee ontwerpen veranderen.
• Loop nooit over de panelen. Kristallijne panelen kunnen daarbij verborgen celschade (microscheurtjes) oplopen, en dat kan het vermogen merkbaar verlagen, zie Reinigen en onderhoud.

Vraag een legplan, een windberekening voor het gekozen systeem en een overzicht van het gewicht en de verdeling van de belasting op het dak. Laat vastleggen hoe het systeem bevestigd wordt, hoe de kabels lopen en hoe het dak bereikbaar blijft voor onderhoud. Een vaste afstand tot de dakrand of een vaste rijafstand vervangt die berekening niet.

⏱ Onder de Omgevingswet mag je zonnepanelen op een plat dak meestal zonder vergunning plaatsen (Besluit bouwwerken leefomgeving, Bbl, artikel 2.29 en 2.30). Op een plat dak moet de afstand van de panelen tot de dakrand dan minstens gelijk zijn aan de hoogte van de panelen. Die vrijstelling geldt ongeacht wat het omgevingsplan van je gemeente zegt. Ze geldt niet op een gemeentelijk, provinciaal of rijksmonument. In een rijksbeschermd stads- of dorpsgezicht mag het vergunningvrij alleen op een dakvlak aan de achterkant dat niet naar de openbare ruimte gekeerd is.

De hoogte van de bovenrand is de lengte × de sinus van de helling. Een paneel van 1,76 m onder 15° komt 0,46 m boven het dak uit en moet dus minstens 0,46 m van de dakrand blijven. Een wettelijke keuring bestaat niet, maar de installatie moet voldoen aan NEN 1010, zie Veiligheid en inspectie: NEN 1010. Voor registreren zie Aanmelden via energieleveren.nl, voor vergunningen Vergunning.

Een plat dak van 100 m² bruikbaar oppervlak in Rotterdam. Hoeveel past erop bij zuid in rijen en bij een lage oost-westopstelling?

We gaan uit van een paneel van 1,76 × 1,13 m met 0,435 kWp (435 Wp), rijen zonder hoekzones of looppaden, en de theoretische opbrengst per kWp uit de tabel bij "Welke helling op een plat dak?" (PVGIS, zuid 35°: 1.025 kWh per kWp). In de praktijk liggen alle kWh-waarden zo'n 15 % lager; de vergelijking tussen de opstellingen blijft dezelfde. Zuid krijgt een rijafstand volgens de 3×-regel, de oost-westopstelling een helling van 10° met 0,3 m tussen de panelen, zonder schaduw op elkaar. Dat laatste geeft een bovengrens.

De steilste opstelling geeft de hoogste opbrengst per kWp, maar de laagste per m² dak. Op een beperkt dak levert de lage oost-westopstelling hier veel meer kWh. Dat cijfer is wel een bovengrens: bij lage zon schermen de rijen elkaar toch deels af. Meer vermogen betekent ook een grotere omvormer en hogere kosten (Wat een installatie kost, DC/AC-ratio en afkappen), en in december levert een oost-westopstelling nauwelijks (Oriëntatie en hellingshoek). ⏱ En vanaf 2027 brengt wat je niet zelf gebruikt netto weinig op: zoveel mogelijk panelen is niet vanzelf de beste keuze.

Gewicht: acht panelen (3,48 kWp) op zuid 15° met de 3×-regel bedekken ongeveer 8 × 1,13 × 3,07 = 27,8 m² dak. Bij meer dan 80 kg/m² is dat meer dan 2,2 ton.

Wat jouw dak kan dragen en hoe de wind er langs gaat, bepaalt een berekening voor dat ene dak, niet een tabel. Een installateur en een constructeur die het dak zien, maken die. De panelen blijven er tientallen jaren liggen. Leg je offerte gratis naast je situatie met de MYNRG Check.

• Per m² dak kan een lage oost-westopstelling meer opleveren dan zuid. Per paneel is de opbrengst volgens PVGIS ongeveer 17 % lager (852 tegenover 1.025 kWh per kWp, theoretische waarden), maar er passen veel meer panelen.
• Een steile helling kost veel plaats. Zonder schaduw op 21 december levert 15° volgens PVGIS ongeveer 107 kWh per m² dak per jaar, 35° maar 74 (theoretische waarden).
• Het dak zelf is vaak de beperking. Ballast van meer dan 80 kg/m² is veel voor een licht plat dak.
• De meeste wind staat aan de rand. Daarom komen daar liefst geen panelen, en ook de Bbl-regel vraagt afstand tot de dakrand.

• Rijafstand. Pitch = L × (cos β + sin β ÷ tan e), met L de paneellengte, β de helling en e de zonnehoogte. Het deel van het dak dat de panelen horizontaal bedekken, is L × cos β ÷ pitch.
• Hoogte. De bovenrand ligt op L × sin β boven het dak.
• Windbelasting. Die volgt de Eurocode NEN-EN 1991-1-4 met de Nederlandse nationale bijlage. De windzones aan rand en hoeken hebben een breedte e = het kleinste van 2 × de gebouwhoogte en de afmeting loodrecht op de wind. De krachtcoëfficiënten voor platte daken verschillen van die voor hellende daken, zie Montagesystemen.
• NEN 7250. De norm behandelt de bouwkundige aspecten van zonne-energiesystemen op daken en gevels, waaronder windweerstand, brandveiligheid en de geschiktheid van het dak. De versie van januari 2022 bevat een testmethode voor windweerstand.
• Waterdichtheid. Kabeldoorvoeren, ankerpunten en opstanden moeten water- en luchtdicht zijn.

• IPLO, Voorwaarden vergunningvrij plaatsen van zonnepanelen
• Leefmilieu Brussel, Gids Duurzame Gebouwen, Fotovoltaïsche installaties op platte en hellende daken (2021)
• Kiwa, Windweerstand zonne-energiesystemen
• Solar Magazine, Nieuwe versie van norm NEN 7250 gepubliceerd (2022)
• WTCB-Contact 2013/4, Manipulatie van kristallijne fotovoltaïsche panelen
• EPFL, Peronato e.a., Assessing the Photovoltaic Potential of Flat Roofs (PLEA 2018)
• PVGIS-rekentool (Europese Commissie, JRC)