5 Rendement, wattpiek en temperatuur

Het getal in kWp geldt onder STC, de Standard Test Conditions: 1.000 W/m² zonlicht op het paneel, een celtemperatuur van 25 °C en een standaardspectrum. Een installatie van 3,22 kWp is de som van de labels, bijvoorbeeld zeven panelen van 460 Wp.

Wat dat vermogen per jaar oplevert, heet de specifieke opbrengst, in kWh per kWp. Voor Gent, met zuid en 35°, komt PVGIS rond 1.050 kWh/kWp uit. Hoe die opbrengst over Vlaanderen verschilt, lees je in Opbrengst in Vlaanderen.

Wp 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. Dat verandert de hele dag mee met het licht en de temperatuur.

kWh is een hoeveelheid energie: 1 kW dat een uur aanhoudt. Leveren je panelen twee uur lang 0,30 kW, dan heb je 0,60 kWh. Draait een toestel twee uur lang op gemiddeld 1 kW, dan verbruikt het 2 kWh.

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

Verwar kWp ook niet met het vermogen van de omvormer. ⏱ Fluvius begrenst het omvormervermogen in kVA, en niet de kWp van je panelen: hoogstens 5 kVA op een eenfase-aansluiting en 25 kVA op een driefase-aansluiting. 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 bij 1,134 m, samen 1,998 m². Het rendement wordt 440 ÷ (1,998 × 1.000) = 22,0 %, of 220 Wp per m².

Meer Wp wil nog niet zeggen dat een paneel efficiënter is. Het kan gewoon groter zijn. Vergelijk panelen daarom op Wp per m² of op rendement. ⏱ Volgens het Photovoltaics Report van Fraunhofer ISE lag het gewogen gemiddelde rendement van kristallijne modules in het vierde kwartaal van 2024 op 22,7 %, met 24,8 % als hoogste waarde. Voor goede panelen is 21 tot 24 % vandaag gewoon. Over de celtechnieken lees je meer in Celtechnologie: TOPCon, HJT en back contact.

Ze klinken verwant, maar ze meten iets anders. Een paneelrendement van 22 % betekent dat het paneel onder testomstandigheden zowat 22 % van het invallende licht in stroom omzet.

De performance ratio, kortweg PR, kijkt naar je hele installatie. Een PR van 0,80 zegt dat ze 80 % levert van wat de instraling en het nominale vermogen in theorie zouden geven. Warmte, kabels, omvormer en vuil zitten daar allemaal in. Met 80 % van het zonlicht heeft het niets te maken.

Voor Gent geeft PVGIS een PR van 0,80, zoals we uitleggen in Hoe een zonnepaneel werkt. Hoe je de PR gebruikt om je eigen installatie op te volgen, lees je in Opbrengst opvolgen.

Hoe warmer een zonnecel, hoe minder spanning ze levert, en het vermogen zakt mee. Op de datasheet staat dat als percentage per °C boven of onder 25 °C. Voor het vermogen Pmax zie je op moderne panelen −0,26 tot −0,32 %/°C. Hoe dichter bij nul, hoe beter.

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

De datasheet geeft ook een coëfficiënt voor de spanning zonder belasting, de Voc. Die spanning stijgt als het koud is. Je installateur houdt daar rekening mee als hij bepaalt hoeveel panelen er in een string mogen, uitgelegd in Stringdimensionering.

NOCT, voluit Nominal Operating Cell Temperature, is de celtemperatuur bij 800 W/m², 20 °C buitenlucht en 1 m/s wind. Op een datasheet lees je bijvoorbeeld NOCT 45 °C en 332 W voor een paneel van 440 Wp.

Schrik daar niet van. Er valt maar 800 W/m² licht op, of 20 % minder, en de cellen zijn 45 °C warm, wat nog eens 5,8 % kost: 440 × 0,80 × (1 − 0,0029 × 20) = 332 W. Sommige datasheets geven NMOT in plaats van NOCT, een vergelijkbare celtemperatuur onder net andere testomstandigheden. PVEducation noemt 48 °C een typische NOCT.

Vergelijk alleen waarden op dezelfde testbasis, STC met STC en NOCT met NOCT. En trek het temperatuurverlies niet nog eens af als je opbrengstberekening het al meeneemt.

PVGIS rekent de paneeltemperatuur uit 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 lucht erachter, wordt een pak warmer dan een vrijstaand paneel.

Voor een paneel van 460 Wp bij 1.000 W/m² geeft dat bij benadering:

Over een heel jaar ligt de temperatuur veel lager, want meestal is het bewolkt of fris. Voor Gent, zuid en 35°, komt de gemiddelde celtemperatuur gewogen naar instraling op 27,9 °C bij vrijstaande panelen en 34,5 °C bij panelen op het dak. Temperatuur en zwak licht kosten er volgens PVGIS samen zo'n 5 %. Die 5 % zit al in de 1.050 kWh/kWp, en je trekt ze er niet nog eens af.

Een gezin in Aalst krijgt een offerte voor 7 panelen van 460 Wp op een zuiddak met 35° helling, zonder schaduw. We rekenen met de PVGIS-cijfers voor Gent.

Bij 22,0 % rendement neemt een paneel van 460 Wp 460 ÷ 220 = 2,09 m² in. De 3,22 kWp past op 7 × 2,09 m², zowat 14,6 m². Bij 1.050 kWh/kWp levert het 3.380 kWh per jaar. Op het dak is de cel gemiddeld 34,5 °C warm, 9,5 °C boven STC. ⏱ Een kWh is hier zo'n 15 cent waard: 34 % zelfverbruik aan 0,35 euro en 66 % injectie aan 0,045 euro. Die 34 % is ons vaste gemiddelde, toegelicht in Zelfverbruik verhogen.

Hoeveel scheelt de temperatuurcoëfficiënt nu echt?

Tussen de beste en de slechtste coëfficiënt zit 19 kWh, of 2,85 euro per jaar. Een oost- of westdak kost je 15 %, en schaduw kan nog meer kosten. Hoe die twee doorwegen, lees je in Oriëntatie en hellingshoek en Schaduw, bypassdiodes en optimizers. Een offerte kiezen op de temperatuurcoëfficiënt heeft weinig zin.

Welke getallen op jouw offerte er echt toe doen, verschilt per dak. Een installateur die ter plaatse komt, ziet hoe de panelen liggen en hoeveel lucht erachter kan. En omdat je voor 25 tot 30 jaar beslist, zet de MYNRG Check de cijfers eerst op een rij voor jouw woning.

Je panelen halen hun wattpiek, en op koude heldere dagen meer. In de PVGIS-uurreeks voor Gent van 2005 tot 2023, gerekend als wisselstroom na 14 % systeemverlies, was het hoogste uurgemiddelde 896 W per kWp. Boven 700 W/kWp kwam het zowat 215 uur per jaar, boven 800 W/kWp rond 30 uur. Dat telt mee als je een omvormer kiest, uitgelegd in DC/AC-ratio en afkappen.

Staat er 347 W op een paneel van 460 Wp, dan is het paneel in orde. Het gaat om een andere test, en niet om een slechtere.

Hoeveel panelen je nodig hebt, verschilt met het paneel. Voor 3,22 kWp volstaan 7 panelen van 460 Wp, goed voor zowat 15 m². Oudere, kleinere panelen vragen meer plaats. Meer in 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 bij vrijstaande panelen, en U0 = 20,0 en U1 = 3,2 bij panelen op of in een dak. De tabel bij "Hoe warm wordt een paneel in Vlaanderen?" rekent met de volledige instraling, zonder correctie voor weerkaatsing. De temperaturen daarin zijn een bovengrens.
• Lineaire benadering. Een coëfficiënt van −0,29 %/°C vereenvoudigt de werkelijkheid. PVGIS rekent het rendement uit met een model dat temperatuur en instraling samen beschrijft.
• Verlieskaart Gent. Voor zuid en 35° toont PVGIS: invalshoek −3,1 %, spectrum +1,8 %, temperatuur en lage instraling −5,4 %, systeemverlies −14 %.

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