5 Rendement, wattpiek en temperatuur

Het kWp-getal geldt onder STC (Standard Test Conditions): 1.000 W/m² zonlicht op het paneel, 25 °C celtemperatuur en een standaardspectrum van het zonlicht. Een installatie van 3,48 kWp is de som van de labels van de panelen, bijvoorbeeld acht panelen van 435 Wp. Wat dat vermogen per jaar oplevert, heet de specifieke opbrengst, in kWh per kWp. Voor een zuiddak van zo'n 35° is dat in de praktijk ongeveer 870 kWh/kWp (Milieu Centraal; PVGIS geeft theoretisch 1.025 voor Utrecht), zie Opbrengst in Nederland.

• Wp (wattpiek) is het nominale vermogen van een paneel onder testomstandigheden. Tien panelen van 460 Wp zijn samen 4.600 Wp of 4,60 kWp.
• kW is het vermogen op een bepaald moment. Het verandert voortdurend met licht en temperatuur.
• kWh is een hoeveelheid energie: een vermogen van 1 kW dat een uur aanhoudt. Een vermogen van 0,30 kW dat twee uur aanhoudt, geeft 0,60 kWh. Een toestel dat twee uur lang gemiddeld 1 kW gebruikt, verbruikt 2 kWh.

Je jaaropbrengst druk je dus uit in kWh en je installatie in kWp. Je hebt ze allebei nodig, maar ze beantwoorden een andere vraag.

Haal kWp ook niet door elkaar met het omvormervermogen. Hoeveel omvormervermogen je kwijt kunt, hangt af van je aansluiting (bijvoorbeeld 1x35A of 3x25A) en van de eisen van je netbeheerder, niet van de kWp van je panelen. Meer daarover in Eenfase of driefase en DC/AC-ratio en afkappen.

Het rendement van een paneel is het vermogen onder STC gedeeld door het oppervlak en door 1.000 W/m².

Een paneel van 460 Wp met een oppervlak van 2,10 m² haalt zo 460 ÷ (2,10 × 1.000) = 21,9 %. Nog een voorbeeld: een paneel van 440 Wp meet 1,762 × 1,134 m, dus 1,998 m². Rendement = 440 ÷ (1,998 × 1.000) = 22,0 %, of 220 Wp per m².

Meer Wp maakt een paneel niet per se efficiënter: het kan gewoon groter zijn. Vergelijk panelen op Wp per m² of op rendement. ⏱ Volgens het Photovoltaics Report van Fraunhofer ISE was het gewogen gemiddelde rendement van kristallijne modules 22,7 % in het vierde kwartaal van 2024, met 24,8 % als hoogste waarde. Voor goede panelen is 21 tot 24 % dus gangbaar. Meer over celtechnieken in Celtechnologie: TOPCon, HJT en back contact.

De twee klinken verwant, maar ze meten iets anders:

• Paneelrendement (bijvoorbeeld 22 %) zegt dat het paneel onder testomstandigheden ongeveer 22 % van het invallende licht in stroom omzet.
• Performance ratio (PR, bijvoorbeeld 0,80) zegt hoe goed je hele installatie presteert ten opzichte van wat de instraling en het nominale vermogen theoretisch zouden geven. Warmte, kabels, omvormer en vuil zitten er ook in.

Een performance ratio van 80 % betekent dus niet dat 80 % van het zonlicht stroom wordt. Voor Utrecht geeft PVGIS een PR van 0,80, zie Hoe een zonnepaneel werkt. Hoe je de PR gebruikt om je installatie op te volgen, staat in Opbrengst opvolgen.

Een zonnecel levert minder spanning naarmate ze warmer wordt, dus daalt het vermogen met de temperatuur. De datasheet geeft dat als percentage per °C boven of onder 25 °C. Voor het vermogen (Pmax) zie je op moderne panelen waarden rond −0,26 tot −0,32 %/°C. Dichter bij nul is beter.

Een paneel van 460 Wp met −0,29 %/°C levert bij 60 °C celtemperatuur en 1.000 W/m²: 460 × (1 − 0,0029 × 35) = 413 W. Dat is een lineaire benadering.

De datasheet geeft ook de coëfficiënt voor de spanning zonder belasting (Voc). Die stijgt bij koud weer, en daar houdt je installateur rekening mee bij het aantal panelen per string, zie Stringdimensionering.

NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) is de celtemperatuur onder vaste omstandigheden: 800 W/m², 20 °C buitenlucht en 1 m/s wind. Op een datasheet staat bijvoorbeeld NOCT 45 °C en een vermogen van 332 W voor een paneel van 440 Wp. Een slecht paneel is dat niet. Er is maar 800 W/m² licht (−20 %) en de cellen zijn 45 °C warm (−5,8 %): 440 × 0,80 × (1 − 0,0029 × 20) = 332 W.

Sommige datasheets geven NMOT in plaats van NOCT: een vergelijkbare celtemperatuur onder iets andere testomstandigheden. Kijk bij het vergelijken welke van de twee er staat. PVEducation noemt 48 °C als typische NOCT. Vergelijk alleen waarden met dezelfde testbasis (STC met STC, NOCT met NOCT), en trek temperatuurverlies niet nog eens af als je opbrengstberekening dat al meeneemt.

PVGIS rekent de paneeltemperatuur met het model van Faiman: buitenlucht, instraling en wind bepalen samen hoe warm het paneel wordt. Een paneel op of in een dak met weinig luchtstroom wordt veel warmer dan een vrijstaand paneel.

Berekening voor een paneel van 460 Wp bij 1.000 W/m² (een benadering):

Het jaargemiddelde ligt veel lager, want het is meestal bewolkt of koel. Voor Utrecht (zuid 35°) is de gemiddelde celtemperatuur, gewogen naar instraling, 27,1 °C bij vrijstaande en 33,4 °C bij panelen op het dak. Temperatuur en weinig licht samen kosten volgens PVGIS voor Utrecht ongeveer 5 %. Dat zit al in de opbrengst per kWp (de praktijkwaarde van ongeveer 870 kWh/kWp en ook de PVGIS-waarde), dus je trekt het niet nog eens af.

Een gezin in Arnhem krijgt een offerte voor 8 panelen van 435 Wp op een zuiddak (30°, geen schaduw). We gaan uit van:

• 3,48 kWp op 8 × 1,98 = ca. 16 m² (bij 22,0 % rendement is een paneel van 435 Wp 435 ÷ 220 = 1,98 m²);
• een opbrengst van 870 kWh/kWp, bij 30° helling 2 % minder, dus ca. 2.980 kWh per jaar;
• een gemiddelde celtemperatuur op het dak van 33,4 °C, dus 8,4 °C boven STC;
• ⏱ een waarde per kWh van ca. 0,086 euro: 30 % zelfverbruik tegen 0,25 euro plus 70 % teruglevering tegen netto 0,015 euro (vanaf 2027).

Hoeveel doet de temperatuurcoëfficiënt ertoe?

Tussen de beste en de slechtste coëfficiënt zit zo'n 15 kWh, of 1,30 euro per jaar. Dat valt in het niets naast het effect van de richting (een oost- of westdak levert ongeveer 15 % minder, zie Oriëntatie en hellingshoek) of van schaduw (Schaduw, bypassdiodes en optimizers). Kies een offerte dus niet op de temperatuurcoëfficiënt.

Wat wél het verschil maakt, zijn je dak en je verbruik, en die ziet een installateur pas als hij er staat. Je beslist voor 25 jaar. Laat de getallen op je offerte gratis naast je situatie leggen met de MYNRG Check.

• Panelen halen hun wattpiek wel. Op koude heldere dagen leveren ze zelfs meer. De PVGIS-uurreeks voor Utrecht (2005 tot 2023) rekent met wisselstroom na 14 % systeemverlies, en daarin was het hoogste uurgemiddelde 892 W per kWp. Boven 700 W/kWp kom je ongeveer 200 uur per jaar, boven 800 W/kWp ongeveer 30 uur. Dat speelt mee bij de keuze van de omvormer (DC/AC-ratio en afkappen).
• 347 W op een paneel van 460 Wp is geen gebrek. Het is een andere test, geen slechtere.
• Meer Wp is niet per se beter. Het zegt niets over de grootte. Kijk naar Wp per m².
• Het aantal panelen hangt af van het paneel. Voor 3,48 kWp heb je met panelen van 435 Wp er 8 nodig, goed voor ongeveer 16 m². Oudere, kleinere panelen vragen meer plaats, zie Hoeveel panelen je nodig hebt.

• Faiman-model. Celtemperatuur = luchttemperatuur + instraling ÷ (U0 + U1 × wind). PVGIS gebruikt voor kristallijn silicium U0 = 26,9 en U1 = 6,2 voor vrijstaande panelen, en U0 = 20,0 en U1 = 3,2 voor panelen op of in een dak. De tabel bij "Hoe warm wordt een paneel in Nederland?" rekent met de volle instraling, zonder correctie voor reflectie. De temperaturen zijn dus een bovengrens.
• Lineaire benadering. De coëfficiënt van −0,29 %/°C is een vereenvoudiging. PVGIS rekent het rendement met een model dat temperatuur en instraling samen beschrijft.
• Verliezen in Utrecht. PVGIS geeft voor zuid 35°: invalshoek −3,1 %, spectrum +1,8 %, temperatuur en lage instraling −5,2 %, systeemverlies −14 %.

• PVGIS, jaar- en maandcijfers Utrecht (PVcalc)
• PVGIS, uurdata Utrecht (seriescalc)
• PVGIS, Data sources and calculation methods
• Liander, Stroom opwekken en opslaan
• Fraunhofer ISE, Photovoltaics Report
• PVEducation, Nominal Operating Cell Temperature
• Pellegrino e.a., Outdoor measurements for an effective PV modules temperature characterization (EU PVSEC 2009)