kWh Face Off! Oost-West Vs Zuid
Let the games begin!
Telkens wanneer een commercieel plat dak PV-systeem wordt ontworpen, moet de beslissing worden genomen om op het zuiden of op het oost-westen te bouwen. Hoewel iedereen weet dat Europese zonnesystemen het best presteren op het zuiden met een behoorlijke helling, spelen er nog een aantal andere factoren mee die van invloed zijn op de meest rendabele oplossing voor een commerciële PV-systeemeigenaar.
Veel analyses van oost-west versus zuid gerichte PV-systemen voor commerciële projecten richten zich nog steeds op jaar 1 kosten (prijs per Wp) en geschatte productie. Op dezelfde manier als wij een kWh-garantie dat minder risico en eenvoud biedt aan installateurs en systeemeigenaren, geloven wij dat de Oost-West vs Zuid kwestie het best kan worden bekeken door te kijken naar het rendement op investering en de levelized cost of energy. Tenslotte zijn klanten van zon-PV niet op zoek naar een oplossing voor een eenmalig hardwareprobleem met een prijs in EUR/W, maar naar een energieoplossing voor de lange termijn.
Bij deze energieoplossing op lange termijn moet rekening worden gehouden met de totale kosten in verband met de opbrengst van een systeem gedurende de hele levensduur en natuurlijk met het risico in verband met de zonneproductie gedurende diezelfde levensduur. Dus wat zijn de verwachte opbrengsten van een zonnesysteem?
Vergelijking
Laten we eens kijken naar een voorbeeld waarin we beide alternatieven vergelijken voor een redelijk groot commercieel project in Nederland. We behandelen hieronder enkele van de door ons gemaakte aannames in detail.
Over de levensduur van 15 jaar van de Nederlandse SDE+ subsidie kan de systeemeigenaar bijna 20% meer winst maken met een oost-west systeem tegen een iets hoger rendement op de investering. Een zuidgericht systeem in Nederland levert weliswaar bijna 7% meer opbrengst per Wp op, maar dit vermogen is duurder gezien de huidige zonne-economie van 2018.
| Azimut | Jaarlijkse opbrengst per kWp (kWh/kWp) | Jaarlijkse opbrengst per m² (kWh/m²) | Jaarlijkse besparing (€) | Kosten van geproduceerde energie over 15 jaar (€/kWh) | ProjectIRR * |
| Oost-West | 934 | 127 | 20,443 | 0.059 | 19.30% |
| Zuid | 997 | 100 | 16,000 | 0.076 | 17.20% |
*IRR is exclusief fiscale voordelen.
De verzekerde kWh-garantie van Autarco verlaagt het risicoprofiel van het project voor de bank, waardoor systeemeigenaren en investeerders meer schuld kunnen vrijmaken tegen lagere kosten. Als gevolg daarvan zou de extra initiële investering die nodig is voor een Oost-West systeem geen belemmering moeten vormen voor voltooiing.
De drijvende krachten achter dit resultaat en enkele van de belangrijkste factoren waarmee rekening moet worden gehouden, worden hieronder besproken. Ongeacht de keuze levert de kWh-garantie van Autarco, verzekerd door Lloyd's of London, gemoedsrust voor zowel installateurs als eindklanten door een minimaal productieniveau te bieden dat je investering beschermt.
Opbrengst per wattpiek
| Veronderstelling | Face Off resultaat |
| Basisaanname: 10/12 graden | Winst voor Zuid. 7,3% meer opbrengst/Wp. |
| Factor: Grotere modulehellingen | Een systeem met een helling van 30 graden op het zuiden levert 13% meer op dan een systeem met een helling van 10 graden op het oosten en westen. |
Zoals we allemaal weten is de opbrengst per module het beste wanneer het paneel naar het zuiden is gericht. Maar omdat de hellingshoek van de zonnepanelen in montagesystemen voor platte daken relatief laag is (10°-12°), wordt de niet optimale azimut van oost-west systemen meer dan gecompenseerd door andere voordelen.
Opbrengst per m²
| Aanname | Face Off resultaat |
| Basisaanname: 10/12 graden | Winst voor Oost-West. 22,5% meer opbrengst/m². |
| Factor: Spreiding van Zuidgericht | Kan het verschil terugbrengen tot ongeveer 8% als gewicht geen rol speelt |
De opbrengst per module is misschien iets minder bij Oost-West gerichte systemen, maar het totale aantal geïnstalleerde modules weegt daar tegenop, wat leidt tot een veel betere totale opbrengst per m² dakoppervlak. Dit verschil kan oplopen tot 25%, dus bij een beperkt dakoppervlak zijn symmetrische systemen de aangewezen weg.
Het effect van een grotere hellingshoek en minder afstand tussen de rijen bij systemen op het zuiden wordt gecompenseerd door andere zaken, zoals schaduwwerking en benodigde ballast.
Opbrengstverdeling
| Veronderstelling | Opbrengst resultaat |
| Basisaanname: Lage moduleafstand (10-15) | Marginale winst voor Oost-West |
| Factor: Grotere moduleplaatsen | Maakt Oost-West concurrerender door meer zelfverbruik. |
Een ander verondersteld voordeel van symmetrische systemen waarover veel wordt gepubliceerd is de verdeling van de opbrengst over de dag. Waar een systeem op het zuiden een duidelijke piek heeft rond het middaguur, is met zonnepanelen op het oosten en westen de opbrengst gelijkmatiger verdeeld. Dit resulteert in een stabielere productie van kWh en een betere afstemming op het werkelijke energieverbruik. De meest voorkomende platte dakconstructies gebruiken echter een helling tussen 10-15 graden, zodat dit voordeel eigenlijk te verwaarlozen is, zoals hieronder te zien is. Door het verschil in azimut verschilt de opbrengstverdeling in de loop van de dag.
Schaduw
| Veronderstelling | Face Off resultaat |
| Basisaanname: Geen Schaduw | Winst voor Oost-West |
| Factor: Ochtend- of avondschaduw | Maakt het zuiden concurrerender. Ochtend- of avondschaduw leidt tot grotere schaduwverliezen voor oost-west gerichte modules |
Als de modules direct naar de zon zijn gericht, ondervinden ze een hogere insolatie - de hoeveelheid direct en indirect zonlicht die het oppervlak van het zonnepaneel raakt - wat uiteraard tot een hogere opbrengst leidt. Omdat de meeste schaduw optreedt tijdens zonsopgang en zonsondergang, is de algemene invloed van schaduw erger voor symmetrische systemen. Veel voorkomende obstakels op het dak, zoals airconditioning units en daklichten, kunnen gemakkelijk 5-10% schaduwverlies veroorzaken voor oost-west systemen als de PV-generator niet op de juiste manier wordt ontweken en de bespanning dienovereenkomstig wordt gepland.
De Autarco modelleersoftware is ontworpen om exacte schaduwberekeningen te maken, zodat het mogelijk is om beide alternatieven op een bepaalde plaats te vergelijken. Met modules op het zuiden is er een kleine hoeveelheid zelfbeschaduwing van de ene rij naar de volgende.
Montagekosten en ballast
| Veronderstelling | Face Off resultaat |
| Basisaanname: 10m dakhoogte. | Duidelijke winst voor Oost-West |
| Factor: Dakhoogte of verhoging van de modulehelling. | De hogere daken en grotere hellingen versterken het Oost-West voordeel. |
Met een symmetrisch (Oost-West) systeem maak je het meest efficiënt gebruik van het montagesysteem. Omdat er nauwelijks ruimte is tussen de modules, hoeft er geen overbodige montage te worden aangebracht. Door het karakter van rug-aan-rug modules wordt een symmetrisch systeem minder beïnvloed door windbelasting. Ze vormen een gesloten systeem in zichzelf, zonder dat er windgeleiders nodig zijn zoals bij modules op het zuiden. Bij een oost-west gericht systeem kun je tot 15% besparen op de montagekosten.
Behalve dat er minder materiaal per geïnstalleerde module nodig is, is er ook minder ballast nodig. Dit bespaart kosten en arbeid, maar nog belangrijker, het verlaagt het totale gewicht van een systeem, vooral voor daken hoger dan 10 meter. Dit kan een belangrijke rol spelen bij de beslissing, vooral voor industriële gebouwen waar het draagvermogen van bestaande structuren beperkt kan zijn.
AC-aansluiting en andere vaste kosten
Projecten met hoge vaste kosten, ongeacht de totale omvang van het systeem, geven ook de voorkeur aan Oost-West systemen. Dit kunnen zaken zijn als;
- Netaansluitingen
- Kosten voor kranen / steigers
Conclusie
We hopen dat je deze analyse interessant en nuttig vond. Wij zetten ons in om zonne-energie eenvoudiger en minder riskant te maken voor installateurs en eigenaren van commerciële PV-systemen.
