Anno 2022 willen veel huishoudens verduurzamen om bij te dragen aan het oplossen van de toenemende klimaatproblemen of simpelweg om kosten voor het eigen verbruik te verminderen. Voor de opbrengsten van zonnepanelen is de ligging belangrijk en een zuidelijke ligging levert de meeste kilowatturen op. Wanneer je je verbruik kan sturen (elektrische auto of warmtepomp) kan het interessant zijn een elektriciteitscontract met dynamische prijzen af te sluiten, immers de prijs per kWh veranderd dan per uur, zo kan laden 's nachts veel goedkoper zijn dan bij thuiskomst in de avond. Maar levert daarmee een niet-zuid ligging, zoals oost of west, van de panelen dan ook meer op? En welk effect het de hellingshoek op de verwachte opbrengst?
Om deze vragen te beantwoorden gaan we uit van een rendementsmodel voor zonnepanelen voor drie windrichtingen, oost, zuid of west, verschillende hellingshoeken en periode van het jaar. In dit model bepalen we hoeveel kWh uur per windrichting per uur op een dag wordt opgewekt. Deze informatie combineren we met een dataset met alle groothandel kWh-prijzen van 2015 tot en met december 2022 in de afzonderlijke landen in Europa.
Deze analyse is gemaakt door Cas Packbier, Stefan Rombouts en Edward Ammerlaan, we presenteren de onderdelen en het resultaat via een Power BI dashboard dat via een link ook zelf te gebruiken is.
Rendement (kWh)
De zon komt op in het oosten en zal daarmee de op het oosten gerichtte zonnepanelen als eerste beschijnen, vervolgens het zuiden en afsluitend het westen. De zon is het krachtigst als deze aan ten zuiden staat, wat de hogere piek voor de zuid-richting verklaart. In het Oosten wordt het meeste rendement gehaald als de zon opgaat tot 09:15 om vervolgens kort erna af te zakken. Het zuiden behaalt het meeste rendement tussen 09:15 en 17:45 en het westen van 17:45 tot de zon onder gaat. Het zuiden heeft daarbij een hogere piek in het rendement dan het oosten en het westen. De gegevens hiervoor hebben we gebaseerd op https://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/2023982.
Als het zuiden gelijk is aan 100% rendement in totaal onder een hellingshoek van 45 graden, dan behaalt het westen 75% en het oosten 71% van het totaal. Deze informatie halen we van Mileucentraal (https://www.milieucentraal.nl/energie-besparen/zonnepanelen/zonnepanelen-hoe-geschikt-is-je-dak/). Uiteraard houden we hierbij geen rekening met vast schaduw van andere huizen of bomen. Er is sprake van een seizoenspatroon, waarbij de opbrengst in de zomer veel hoger ligt dan in de winter, dit hebben we in dit model niet meegenomen.
Prijs (Euro/kWh)
In onderstaande visual ziet men de wisselende energieprijzen. Hierbij valt een aantal zaken op. De energieprijzen zijn gemiddeld ochtends tot 09:00-10:00 uur het hoogst en na 17:00. Dit hangt samen met de vraag en aanbod van energie. Veel leden van huishoudens zijn immers op kantoor of op school tussen 09:00 en 17:00. Hierbij valt op dat voor 2021 de energieprijzen veel meer stabiel zijn dan na 2021 (o.a. oorlog in Oekraïne, maar ook factoren als warme zomers en totale hoeveelheid zonnepanelen die stroom terug leveren). Door de factoren na 2021 zijn de schommelingen tussen energieprijzen gedurende de dag veel groter geworden. Een voorbeeld daarvan is dat de prijs in de middag van 20 maart 2022 nog negatief is, maar nog geen 6 uur later weer zeer hoog geworden is.
Opbrengst (Euro)
Wat voor effect hebben de prijs en rendement op de bruto opbrengst, dus de opbrengst zonder eigen verbruik mee te nemen. Op dagbasis levert het zuiden met vaste energieprijzen steeds het meeste op. Met tijdens de dag wisselende energieprijzen komt daar wel meer verschil in. Echter het hogere rendement van de zuid-richting maakt dat dit vrijwel altijd meer oplevert dan ieder van de andere 2 windrichtingen. Alleen op bijvoorbeeld 19 maart 2022 leveren de panelen op het westen meer op dan het zuiden. In de onderstaande afbeelding zie je dat op jaarbasis het zuiden consequent oplevert dan de andere richtingen. En natuurlijk leveren de panelen met een hogere elektriciteitsprijzen meer op.
Dashboard
In onderstaand dashboard hebben we de gegevens bijelkaar gevoegd:
Conclusie
Na deze analyse komen we tot de volgende conclusies:
- Op het zuiden wekken panelen met een helling tussen de 30 en 45 graden het meeste energie op. Voor het westen en oosten is dit 15 graden.
- Oost doet het een fractie beter dan west bij alle hellingshoeken, al is het verschil erg klein. Zuid is duidelijk beter dan oost en west.
- Bij een hellingshoek van 45 graden voor panelen op het zuiden en 15 graden voor panelen op het oosten en westen, is de opbrengst in de zomermaanden vergelijkbaar (in sommige gevallen zelfs beter voor oost en west). In de wintermaanden leveren de panelen op het zuiden echter significant meer op, waardoor het over het hele jaar genomen de betere keus is.
- Hoe verder naar het westen en zuiden men woont, hoe meer energie een zonnepaneel gemiddeld opwekt.
- Voor panelen op het zuiden maakt de hellingshoek niet uit voor het tijdstip waarop ze de meeste energie leveren. Voor panelen op het oosten geldt dat een steilere hellingshoek de piek naar een vroeger tijdstip verplaatst. Voor panelen op het westen verplaatst het zich naar een later tijdstip.
Al met al raden wij op basis van de data die we nu hebben aan om je zonnepanelen op het zuiden te zetten als je die optie hebt. Daarna levert het westen het meest op, kort gevolgd door het oosten. De energieprijs heeft dus nog niet een dusdanig effect op de opbrengst van het westen en het oosten dat het rendement op het zuiden op de opbrengst heeft.
Gebruik het Power BI rapport om verdere inzichten te krijgen. Deze prijzen hebben we opgehaald bij Ember (European wholesale electricity price data | Ember (ember-climate.org)).
Mocht je vragen of opmerkingen hebben, stuur deze dan naar
