5Rendement, 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 3,22 kWp is de som van de labels van de panelen, bijvoorbeeld zeven panelen van 460 Wp. Wat dat vermogen jaarlijks oplevert, noem je de specifieke opbrengst, in kWh per kWp. Voor Gent met zuid 35° is dat ongeveer 1.050 kWh/kWp, zie Opbrengst in Vlaanderen.

• 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 actueel 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. Beide zijn nodig, maar ze beantwoorden een andere vraag.

Verwar kWp niet met het omvormervermogen. ⏱ Fluvius begrenst het vermogen van de omvormer (in kVA), niet de kWp van de panelen: maximaal 5 kVA bij een eenfase-aansluiting en 25 kVA bij een driefase-aansluiting. Zie 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 %. Een tweede voorbeeld: een paneel van 440 Wp meet 1,762 × 1,134 m, dus 1,998 m². Rendement = 440 ÷ (1,998 × 1.000) = 22,0 %. Dat is 220 Wp per m².

Een paneel met meer Wp is dus niet automatisch 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. Een rendement van 21 tot 24 % is dus voor goede panelen gangbaar. Meer over celtechnieken in Celtechnologie: TOPCon, HJT en back contact.

Die 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. Daar zitten ook warmte, kabels, omvormer en vuil in.

Een performance ratio van 80 % betekent dus niet dat 80 % van het zonlicht in stroom wordt omgezet. Voor Gent 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. Daar houdt je installateur rekening mee bij het bepalen van het aantal panelen per string, zie Stringdimensionering.

NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) is de celtemperatuur onder vaste omstandigheden: 800 W/m², 20 °C buitenlucht, 1 m/s wind. Op een datasheet staat bijvoorbeeld NOCT 45 °C en een vermogen van 332 W voor een paneel van 440 Wp. Dat is geen slecht paneel. 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. Dat is een vergelijkbare celtemperatuur onder iets andere testomstandigheden; lees bij het vergelijken welke van de twee vermeld staat. PVEducation noemt 48 °C als typische NOCT. Vergelijk dus alleen waarden met dezelfde testbasis (STC met STC, NOCT met NOCT) en tel temperatuurverlies niet nog eens af als je opbrengstberekening dat al verwerkt heeft.

PVGIS rekent de paneeltemperatuur met het model van Faiman: de buitenlucht, de instraling en de 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 Gent (zuid 35°) is de gemiddelde celtemperatuur, gewogen naar instraling, 27,9 °C bij vrijstaande en 34,5 °C bij dak-geplaatste panelen. Temperatuur en weinig licht samen kosten volgens PVGIS voor Gent ongeveer 5 %. Dat zit al in de ongeveer 1.050 kWh/kWp en is dus geen extra aftrek.

Een gezin in Gent krijgt een offerte voor 7 panelen van 460 Wp op een zuiddak (35°, geen schaduw).

Aannames: - 3,22 kWp op 7 × 2,09 = ca. 14,6 m² (bij 22,0 % rendement is een paneel van 460 Wp 460 ÷ 220 = 2,09 m²). - Opbrengst 1.050 kWh/kWp, dus ca. 3.380 kWh per jaar. - Gemiddelde celtemperatuur op het dak 34,5 °C, dus 9,5 °C boven STC. - Waarde per kWh: 34 % zelfverbruik aan 0,35 euro plus 66 % injectie aan 0,045 euro, dus ca. 0,15 euro/kWh. ⏱

Hoeveel doet de temperatuurcoëfficiënt ertoe?

Tussen beste en slechtste coëfficiënt zit ongeveer 19 kWh, of 2,85 euro per jaar. Dat is veel kleiner dan het effect van de oriëntatie (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.

• Panelen halen hun wattpiek wel. Op koude heldere dagen leveren ze zelfs meer. De PVGIS-uurreeks voor Gent (2005 tot 2023) rekent met wisselstroom na 14 % systeemverlies: daarin was het hoogste uurgemiddelde 896 W per kWp. Boven 700 W/kWp kom je ongeveer 215 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 3,22 kWp heb je met panelen van 460 Wp 7 stuks nodig, goed voor ongeveer 15 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 Vlaanderen?' rekent met de volledige instraling, zonder reflectiecorrectie. 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.
• Verlieskaart Gent. PVGIS toont voor Gent (zuid 35°): 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)