Hoe kiest u een constructie voor fotovoltaïsche modules? Een goed gekozen PV-constructie vindt de juiste balans tussen kosten, prestaties en duurzaamheid.
In deze gids behandelen we:
- Het kiezen van het vermogen van de fotovoltaïsche installatie,
- De optimale hellingshoek van de PV-constructie,
- Verschillende configuraties van PV-constructies,
- Het kiezen van de bevestigingen van de constructie aan de grond,
- Het kiezen van het materiaal voor de constructie,
- Het beoordelen van de kwaliteit van de constructie.
Zie: beschikbare opties voor fotovoltaïsche grondconstructies
Dit artikel behandelt geen tracking-systemen, installaties met een oost-westopstelling of verticaal gemonteerde modules voor agrofotovoltaïek.
Laten we beginnen met een bespreking van uw wensen.
Het vermogen van de fotovoltaïsche installatie kiezen
Het kiezen van het juiste installatievermogen biedt aanzienlijke mogelijkheden. Veel mensen maken de fout om het vermogen te baseren op willekeurige vuistregels, zoals 1 kWp per 1000 kWh jaarverbruik. Maakt u zich niet te veel zorgen over mogelijke verliezen door het “overdimensioneren” van de installatie.
In de meeste Europese landen en bij alle afrekensystemen (behalve salderen) geldt: hoe hoger het PV-vermogen, hoe beter. Bij een jaarverbruik van 40.000 kWh is een installatie van 30, 40, 50, 60 of zelfs 70 kWp redelijk. Waarom?
- Een grotere installatie verlaagt de kosten per kWp.
- Modules verliezen in 25 jaar ongeveer 10% van hun vermogen.
- Het uitbreiden van een bestaande installatie is kostbaar.
- Bij alle afrekenmodellen (behalve salderen) leveren jaarlijkse energieoverschotten financieel voordeel op.
- Modules raken vuil, waardoor het rendement daalt. Het is kosteneffectiever om modules toe te voegen dan om vaak schoon te maken. Eens per vijf jaar reinigen is meestal voldoende.
- Weinig mensen zeggen “ik heb te veel PV”; velen zeggen “ik had meer PV moeten installeren”.
- Het energieverbruik stijgt. Een iets “overgedimensioneerde” installatie bereidt u voor op de toekomstige vraag.
Kies een zo hoog mogelijk vermogen, rekening houdend met:
- het budget
- de beschikbare ruimte
- de aansluitcapaciteit
Wiskundig exacte optimalisatie valt buiten het bestek van dit artikel, maar het is belangrijk om de mythe van “overgedimensioneerde PV” te doorbreken. Lege plaatsen op een constructie laten zitten is niet kosteneffectief.
Hellingshoek van fotovoltaïsche modules bij kleinere installaties
Bij installaties tot 50 kWp is een opstelling met één rij mogelijk, waardoor schaduw van de ene rij op de andere wordt voorkomen. Het kiezen van de optimale hellingshoek is dan eenvoudig.
De optimale hellingshoek hangt af van de breedtegraad en het lokale weer. In Europa wijzen studies op basis van satellietgegevens op 20°–50°:
Optimale hellingshoeken voor PV-modules op basis van twee datasets. Links: PV-GIS, rechts: ECEM. Bron: Yves-Marie Saint-Drenan, An approach for the estimation of the aggregated photovoltaic power generated in several European countries from meteorological data, ResearchGate.
Voorbeelden van optimale hellingshoeken:
- Gdańsk – 36°
- Sicilië – 33°
- Edinburgh – 40°
Optimale hellingshoek bij off-grid- en seizoensinstallatiesBij off-grid- of seizoensinstallaties is het doel een constante energieproductie in kritieke perioden. Vakantiewoning: de optimale hellingshoek is 15–20° om optimaal gebruik te maken van de hoge zomerzon. Off-grid woning voor het hele jaar: de hellingshoek kan oplopen tot 70–90° om de winterproductie te optimaliseren. De zomerproductie is ook bij deze hellingshoek voldoende, en seizoensopslag van energie is een mogelijke toekomstige oplossing. |
Hellingshoek van PV-modules en rijafstand bij grotere installaties
Grotere installaties (doorgaans >50 kWp) vereisen meerdere rijen. Rijen werpen schaduw en moeten op een passende afstand van elkaar staan. Een grotere hellingshoek vergroot de afstand, wat het grondgebruik beïnvloedt. Optimalisatie zoekt de balans tussen deze factoren.
Om het grondgebruik te optimaliseren en schaduwverliezen te beperken:
- Verlaag de hellingshoek van de modules iets. De jaarproductie wordt slechts marginaal beïnvloed, terwijl de rijafstand kleiner wordt.
| Midden-Europa (Frankrijk, Duitsland, Polen), breedtegraad 50°N, hoogte modulekolom 5m | ||
| Hellingshoek PV-module | Jaarlijkse opbrengst | Afstand tussen rijen |
| 10° | 1135 kWh | 7.85 m |
| 15° | 1161 kWh | 9.19 m |
| 20° | 1181 kWh | 10.45 m |
| 25° | 1195 kWh | 11.64 m |
| 30° | 1203 kWh | 12.74 m |
| 35° | 1204 kWh | 13.74 m |
| 40° | 1199 kWh | 14.65 m |
Bron: Bogusław Szymański, "Photovoltaic Installations"
Hellingshoeken boven 25° verlagen de ruimte-efficiëntie zonder significante productiewinst. Voor Frankrijk, Duitsland en Polen worden hoeken <25° aanbevolen.
Voorbeeld: 10,4 MW PV-park in Estland toont lage hellingshoeken en een ruime rijafstand:
Afstand tussen modules berekenen
De afstandsberekeningen zijn bedoeld om schaduw te voorkomen op het middaguur van 22 december (winterzonnewende):
β – hellingshoek van de module
α – invalshoek op de minst zonnige dagen
- α = 90° − latitude − 23.45°
d – hoogte van de modulekolom
x – afstand van het einde van de ene rij tot het begin van de volgende
- x = sin(β) × d / tg(α)
y – afstand tussen de rijen
- y = d × sin(180° − β − α) / sin(α)
Een kleinere rijafstand verbetert het grondgebruik, maar brengt kleine productieverliezen met zich mee. Er bestaan technologieën om deze verliezen te beperken.
Oriëntatie en type modules
PV-modules zijn door bypassdiodes in secties verdeeld. Bij diepe schaduw wordt de getroffen sectie uitgeschakeld om de cellen te beschermen. Halfcut-modules verminderen schaduwverliezen en zijn geschikt voor zowel verticale als horizontale montage.
Afmetingen van de panelen
Grotere modules verlagen doorgaans de installatiekosten per kWp. Kies voor geverifieerde fabrikanten met het oog op duurzaamheid en compatibiliteit met het vermogen van de omvormer.
| Type module | Afmeting | Vermogen | Gewicht |
|---|---|---|---|
| Traditioneel | 1640×992 mm | 445 W | 22.3 kg |
| Halfcut | 2112×1052 mm | 545 W | 32.7 kg |
| Halfcut | 2280×1133 mm | 600 W | 35.8 kg |
Constructiemateriaal
Aluminium wordt veel gebruikt voor grondconstructies. De voordelen:
- Licht, onderhoudsarm en corrosiebestendig.
- Duurzaam met een lange levensduur.
- Kan worden geanodiseerd of gelakt voor het uiterlijk.
Staal wordt gebruikt voor grotere en zwaarder belaste constructies. Onze standaard Solar KIT T1V- en N2V-sets zijn gemaakt van staal met een Magnelis®-coating (zink-aluminium-magnesium) en bevestigingsmateriaal van roestvrij staal, met een coatinggarantie van maximaal 25 jaar, afhankelijk van de omgeving.
Bevestiging en funderingen
Methoden zijn onder andere:
- Betonnen pijlers
- Geheide palen
- Schroefpalen
- Hybride oplossingen
De keuze hangt af van het grondtype, de omgevingsbelasting (sneeuw, wind) en de omvang van de installatie. De palen van onze standaardsets worden ingebetonneerd: volgens de richtlijnen van de ontwerper worden de poten 1.40 m onder het maaiveld geplaatst en in het bovenste deel tot een diepte van ongeveer 0.80 m ingebetonneerd. Schroefpalen zijn niet ontworpen voor de standaardsets. Op maat gemaakte constructies worden meestal op geheide palen geplaatst, maar ze kunnen ook worden ingebetonneerd of op betonnen funderingen worden geplaatst.
Kwaliteitsbeoordeling
Kies leveranciers met geverifieerde producten. Controleer:
- Certificering (bijv. EN 1090, TÜV, ISO)
- Garantie
- Montagehandleidingen en technische ondersteuning
Voor onze standaardsets zijn technische tekeningen voor 25°, 30° en 35°, montage-instructies, certificaten, de prestatieverklaring, de garantievoorwaarden en de funderingsrichtlijnen beschikbaar in het downloadgedeelte van elke productpagina – u kunt ze controleren voordat u koopt.
Standaardsets of een op maat gemaakte constructie?
De standaard Solar KIT T1V- en N2V-sets zijn geschikt voor installaties van 2 tot 16 staand geplaatste panelen tot 2280 × 1140 mm (frame 30–40 mm), met een hellingshoek van 25°, 30° of 35° en drie sterkteklassen: Light (wind tot 22 m/s, sneeuw 1.2 kN/m²), Strong (26 m/s, 1.6 kN/m²) en Ultra Strong (28 m/s, 1.6 kN/m²). Voor grotere panelen, liggende oriëntatie, andere hellingshoeken, verhoogde constructies, hogere belastingen en fotovoltaïsche parken is een constructie nodig die op maat is gemaakt voor de specifieke locatie.
Een goed gekozen constructie zorgt voor kostenefficiëntie, veiligheid en een maximale energieopbrengst. Lees ook: PV-grondsystemen: hoe kiest u de juiste constructie.