Wil je zonnepanelen op je dak of kantoorgebouw? Goed idee! Maar waar zet je ze neer zodat hun energieopbrengst maximaal is? Zeker in een stad vol schaduw van andere gebouwen en bomen is dat een complexe vraag. Delftse onderzoekers hebben nu een nieuwe manier om de optimale locatie voor je zonnepanelen te bepalen.
Naast bomen gebouwen en andere objecten spelen ook het weer en de stand van de zon een rol in de energieopbrengst van zonnepanelen. Die laatste twee variëren dagelijks, per seizoen en gedurende het jaar. En door de verschillende standen van de zon zorgen blokkades ook telkens voor een andere schaduwval. Dit moet allemaal meegenomen worden als je de gemiddelde zonne-energieopbrengst wilt weten.
AI-assistent kan 113-hulpverlening ondersteunen
Dataspecialist Salim Salmi maakte een AI-tool die 113-hulpverleners ondersteunt.
Rekenen aan zonlicht
Er bestaan verschillende computermodellen waarmee de opbrengst van een zonnepaneel op een bepaalde plek uitgerekend kan worden. Deze wiskundige modellen berekenen meestal per uur de hoeveelheid zonlicht die op de panelen valt. Door deze berekening telkens te herhalen, voor alle uren in een jaar, kom je op een jaargemiddelde uit. En hoewel het weer van dag tot dag verschilt, komt het van jaar tot jaar redelijk overeen.
Deze zonlichtberekeningen zijn voor een stedelijke omgeving complex. Daardoor vereist het veel rekenkracht en tijd om een volledig jaar de dus de beste locatie voor zonnepanelen te bepalen. De Delftse techniek versimpelt de berekeningen waardoor ze tot achttien keer sneller uitgevoerd kunnen worden. Ook is er minder rekenkracht nodig. Volgens de onderzoekers is hun systeem ondanks de versimpelingen zeer nauwkeurig.
Skyline-profiel
De Delftse onderzoekers laten hun model niet elk uur de inval van zonlicht berekenen, maar bepalen direct de jaarlijkse straling die op de panelen valt. Dat gebeurt aan de hand van twee parameters die bepaald worden aan de hand van het skyline-profiel, vertelt Olindo Isabella van de TU Delft. ‘Het skyline-profiel geeft aan hoeveelheid lucht je vanaf de plek van het zonnepaneel kunt zien en wat de projectie op het paneel is van de omliggende gebouwen en andere objecten.’
Die informatie wordt gecombineerd met de stand de zon gedurende het jaar en met meerjarige klimaatmetingen. Dit is afhankelijk van de locatie. Hiermee worden vervolgens de twee parameters bepaald: de sky view factor en de sun coverage factor. De laatste geeft aan hoeveel direct zonlicht er op het zonnepaneel valt. De tweede is een maat voor de hoeveelheid diffuus of weerkaatst zonlicht dat het zonnepaneel bereikt. Dat is licht dat verstrooid is in de lucht, door wolken, of dat weerkaatst is op omliggende ramen, gebouwen of de grond, voordat het op de zonnecellen terechtkomt.
‘De meeste energie haalt een zonnepaneel uit direct zonlicht’, zegt Isabella. Maar ook het diffuse licht levert een bijdrage.
Testen in de zon
Het nieuwe zonnepanelenmodel is ook getest. De onderzoekers vergeleken de voorspellingen van het model met de jaaropbrengst van zonnepanelen op tien plekken in Nederland. Hierbij zat het model er maximaal 4 procent naast. Ook is het model voor verschillende klimaattypes getest met zonnepanelen in Parijs, Washington DC, Cagliari (Sardinië) en Adelaide (Australië). Daarbij varieerde de fout tussen de 1,5 en 7,9 procent. Met deze nauwkeurigheid doet het model niet onder voor andere technieken die meer rekenkracht en – tijd vereisen.
De onderzoekers hopen dat het dankzij dit model het voor ontwerpers en architecten makkelijker maakt om zonnepanelen in hun ontwerpen te verwerken.