Het weer in ons vlakke land wordt vaak bekritiseerd vanwege de frequente regenbuien en het gebrek aan zonneschijn. En dat klopt enigszins als we het vergelijken met Zuid-Frankrijk of andere zuidelijke Europese landen. Daarom twijfelen sommigen aan het nut van zonne-energie in België en stellen ze dat deze energie beter geschikt zou zijn in Zuid-Europa.
Hoewel een zonnepaneel in Madrid op jaarbasis inderdaad meer produceert dan een paneel in Brussel, betekent dit niet dat het installeren van zonnepanelen in België geen zin heeft. Deze overtuigingen zijn vaak gebaseerd op de aanname dat fotovoltaïsche elektriciteit alleen wordt geproduceerd wanneer de zon schijnt aan een onbewolkte hemel schijnt.
In werkelijkheid produceren zonnepanelen nog steeds elektriciteit wanneer de zon achter wolken verscholen zit, dankzij diffuse straling.
Diffuse en directe straling
Zonnestralen kunnen rechtstreeks het zonnepaneel bereiken en een groot deel van hun energie overdragen. Dit noemen we directe straling.
Maar het paneel ontvangt ook andere straling, zoals licht dat wordt weerkaatst door elementen in de omgeving, zoals wolken, de grond of gewoon de lucht. Dit is de zogenaamde indirecte of diffuse straling die bijdraagt ook aan de elektriciteitsproductie van het paneel.
In België vertegenwoordigt diffuse straling tussen de 50 en 60% van de totale straling die van de zon wordt ontvangen. Diffuse straling is verantwoordelijk voor ongeveer 35% van de jaarlijkse fotovoltaïsche productie.
Wanneer de hemel bewolkt is maar de zon direct op het paneel schijnt, zorgt de diffuse straling voor een hogere productiviteit dan op een volledig wolkeloze dag. Dit komt doordat wolken wit zijn en het licht goed reflecteren. Men noemt dit een hoge “albedo”, oftewel een hoog reflectievermogen.
In de twee grafieken hieronder kunnen we het verschil zien tussen een zonnige dag zonder wolken, waar directe straling de overhand heeft, en een bewolkte dag met opklaringen, waar diffuse straling een belangrijke rol speelt in de productie.
Bovendien heeft een gematigd klimaat zoals in België een positief effect op zonnepanelen, die minder oververhit raken dan op lagere breedtegraden. Dit is dus goed nieuws, want dit verhoogt het rendement van de panelen, zoals we al hebben besproken in een van onze eerdere artikelen.
Maar hoe zit het in de winter?
In de winter produceren zonnepanelen gemiddeld 4 tot 5 keer minder dan in de zomer – dat is logisch. Maar dankzij diffuse straling kunnen ze toch een aanzienlijk deel van het verbruik dekken, zelfs bij weinig zonlicht.
Zo kan een gezin met een jaarlijks verbruik van 2500 kWh en een productie van 3500 kWh (ongeveer 3,5 kWp geïnstalleerd) tussen november en maart ongeveer 25% van hun verbruik dekken. Tussen mei en augustus leveren de panelen gemiddeld 60% van hun elektriciteitsbehoefte.
Over een heel jaar betekent dit een echte besparing op de energierekening, ondanks de lagere productie in de winter. Dat zijn nog steeds 3 van de 4 seizoenen met een zeer bevredigende productiviteit.
In de toekomst zullen oplossingen voor opslag tussen de seizoenen worden ontwikkeld om de overschotten aan zonne-energie in de zomer op te slaan voor gebruik in de winter, bijvoorbeeld via elektrolysers of ondergrondse warmteopslag.
Zonnepanelen hebben in België een levensduur waarin ze ongeveer 15 keer zoveel energie produceren als nodig was voor hun fabricage. Deze hoge productiviteit is te danken aan technologische en industriële verbeteringen, waardoor zonnepanelen met aanzienlijk minder grondstoffen worden vervaardigd.