Schaduw op zonnepanelen: impact en oplossingen met optimizers
Vraag de gratis checklist aanSchaduw zonnepanelen optimizers
Zit je met een schoorsteen, dakkapel of boom die een deel van de dag schaduw op je dak geeft? Dan is de vraag terecht wat dat met je opbrengst doet. Schaduw op een enkel paneel kan in een klassieke opstelling veel meer kosten dan alleen dat ene paneel, doordat panelen in serie elkaars stroom beperken. Power optimizers en micro-omvormers halen dat verlies grotendeels terug door elk paneel apart te laten werken.
In dit kennisartikel lees je hoeveel opbrengst schaduw kost, waarom serieschakeling dat verlies vergroot, en wanneer optimizers of micro-omvormers zich terugverdienen en wanneer een gewone string-omvormer volstaat.
Hoe schaduw je opbrengst raakt
Een zonnepaneel dat in de schaduw ligt, produceert minder. Dat is logisch. Wat veel mensen verrast, is dat een klein beetje schaduw op een enkel paneel de opbrengst van je hele systeem onevenredig hard kan raken. Een schaduw die maar 10 procent van een paneel bedekt, kan in het slechtste geval veel meer dan 10 procent opbrengst kosten.
Hoe erg het uitpakt, hangt af van drie dingen: hoe je panelen zijn geschakeld, of ze bypassdiodes hebben, en of je optimizers of micro-omvormers gebruikt. Om dat te begrijpen, moeten we even naar de schakeling kijken.
Waarom serieschakeling het verlies vergroot
In een klassiek systeem staan meerdere panelen in serie achter elkaar, samen een string genoemd. Door zo'n string loopt een gemeenschappelijke stroom, en die stroom wordt bepaald door het zwakste paneel. Het is te vergelijken met een file: het langzaamste voertuig bepaalt de snelheid van de hele rij.
Ligt een paneel deels in de schaduw, dan zakt de stroom die het kan leveren. Omdat alle panelen in de string die stroom moeten volgen, leveren de zonnige panelen ineens ook minder. Een half beschaduwd paneel kan zo een flink deel van de hele string meesleuren. Dat is de reden dat schaduw op één plek zoveel schade doet.
Bypassdiodes: de ingebouwde noodrem
Gelukkig zit er in vrijwel elk modern paneel bescherming ingebouwd: bypassdiodes. Een paneel is intern verdeeld in meestal drie delen, elk met zo'n diode. Raakt een deel in de schaduw en gaat het de stroom te veel afknijpen, dan leidt de diode de stroom om dat deel heen. Zo verlies je bij schaduw op een klein stukje niet het hele paneel, maar in het ergste geval een derde ervan.
Bypassdiodes beperken de schade dus, maar ze lossen het niet helemaal op. Je verliest nog steeds hele stukken paneel, en de string draait nog steeds op de laagste gemene deler. Voor een dak met regelmatig schaduw is dat niet genoeg.
Power optimizers: elk paneel op zijn eigen werkpunt
Een power optimizer is een klein kastje achter elk paneel. Het zorgt ervoor dat elk paneel op zijn eigen ideale werkpunt draait, los van de rest van de string. Ligt één paneel in de schaduw, dan levert alleen dat paneel minder; de andere panelen blijven gewoon vol doorleveren.
Daardoor beperk je het verlies tot ongeveer wat er werkelijk in de schaduw ligt. Waar een schaduwvlek zonder optimizers een groot deel van de string kon kosten, blijft het verlies met optimizers dicht bij de daadwerkelijk beschaduwde oppervlakte. Als bonus krijg je monitoring per paneel, zodat je precies ziet welk paneel minder doet. Een defect of vervuild paneel spoor je zo snel op.
Micro-omvormers: een omvormer per paneel
Bij micro-omvormers gaat het nog een stap verder: elk paneel krijgt zijn eigen kleine omvormer die de gelijkstroom direct op het paneel omzet naar wisselstroom. Er is dan helemaal geen gemeenschappelijke string meer, dus schaduw op één paneel raakt de rest niet.
Qua schaduwtolerantie en monitoring lijken micro-omvormers sterk op optimizers. Het grote verschil zit in waar de omzetting gebeurt en in het aantal onderdelen op je dak. Bij beide oplossingen zet je meer elektronica op het dak, en dat betekent meer mogelijke storingspunten op een plek die lastig bereikbaar is. Dat is een eerlijke kanttekening die je moet meewegen.
Een string-omvormer volstaat op een schaduwvrij dak
Heb je een dak zonder schaduw, één oriëntatie en een rechthoekige indeling? Dan is een gewone string-omvormer vaak de nuchtere keuze. Je hebt de minste elektronica op het dak, de laagste materiaalkosten en het minste aantal storingsgevoelige onderdelen op hoogte. Zonder schaduw leveren optimizers namelijk nauwelijks extra op, terwijl je wel voor meer techniek betaalt.
De tabel hieronder zet de drie oplossingen naast elkaar.
| Kenmerk | String-omvormer | Power optimizers | Micro-omvormers |
|---|---|---|---|
| Schaduwtolerantie | laag | hoog | hoog |
| Monitoring per paneel | nee | ja | ja |
| Elektronica op het dak | weinig | per paneel | per paneel |
| Materiaalkosten (relatief) | laagst | midden | hoogst |
| Sterk bij | schaduwvrij, één vlak | schaduw, meerdere vlakken | schaduw, meerdere vlakken |
Wanneer optimizers zich terugverdienen
De vuistregel die ik hanteer: heb je een deel van de dag schaduw van een schoorsteen, dakkapel, antenne of boom, of liggen je panelen op meerdere dakvlakken met verschillende oriëntatie, dan verdienen optimizers of micro-omvormers zich meestal terug. Je wint dan opbrengst die je anders permanent kwijt was, en je krijgt inzicht per paneel.
Is je dak schaduwvrij en heb je één egaal vlak, dan is de meerprijs van optimizers zelden de moeite waard. Soms is een tussenoplossing genoeg: alleen de paar panelen die schaduw krijgen voorzien van een optimizer en de rest op een gewone string. Dat kan, mits het systeem het ondersteunt.
Wat ik in de praktijk adviseer
Een veelgemaakte fout die ik zie, is dat mensen standaard optimizers op elk paneel laten zetten, ook op een kaal, schaduwvrij zuiddak. Dan betaal je voor techniek die niets extra oplevert en die je storingskans op het dak vergroot. Andersom zie ik ook daken met duidelijke schaduw waar bewust voor de kale string is gekozen, waardoor er jaar na jaar opbrengst weglekt.
Kijk daarom eerst een dag naar je dak: waar valt wanneer schaduw? Pas dan kies je de schakeling die bij jouw situatie past. Twijfel je welke omvormer het beste bij je systeem past, lees dan verder in het artikel over de omvormer kiezen.
Zonnepanelen die echt renderen?
Aantal, oriëntatie en of een batterij loont hangt af van jouw dak en verbruik. In een onafhankelijk energieadvies rekenen we je terugverdientijd door.
Vraag je energieadvies aan · €250Veelgestelde vragen
Helpt een optimizer ook zonder schaduw?
Nauwelijks voor de opbrengst. Zonder schaduw draait een string al dicht bij het maximum. Wat je wel overhoudt is de monitoring per paneel, handig om een vuil of zwakker paneel op te sporen. Puur voor extra stroom is het op een schaduwvrij dak geen winst.
Kan ik optimizers later nog toevoegen?
Vaak wel, maar niet altijd zonder de omvormer aan te passen. Optimizers werken samen met een bijpassende string-omvormer. Weet je nu al dat er schaduw is, dan is het praktischer om er meteen rekening mee te houden dan achteraf om te bouwen.
Wat zijn de nadelen van optimizers voor zonnepanelen?
Er komt elektronica op je dak, en dat is precies de plek waar je liever zo weinig mogelijk hebt zitten: elk kastje is een onderdeel dat kan uitvallen en waar je een dakwerker voor nodig hebt. Ze kosten extra per paneel, en op een schaduwvrij dak leveren ze nauwelijks opbrengst op. Wat je wel houdt is monitoring per paneel.
De complete zonnepanelen-checklist
In tien punten haal je het meeste uit zonnepanelen op jouw dak, ook nu de saldering afgebouwd wordt. Laat je e-mail achter, dan sturen we de checklist toe.