Zonnepanelen leveren minder op als het juist heel warm is

Stel je voor: het is een stralende, hete zomerdag en je zonnepanelen zouden op zo'n dag juist maximaal moeten presteren. Toch blijkt dat extreme hitte de opbrengst van zonnepanelen in Oost-Azië kan laten dalen. Dat klinkt tegenstrijdig, want je zou denken dat meer zon altijd meer stroom betekent.

Zonnepanelen werken minder efficiënt als ze te warm worden. De cellen in een zonnepaneel zetten licht om in stroom, maar bij hoge temperaturen gaat een deel van die efficiëntie verloren. Onderzoekers noemen de hoeveelheid stroom die zonnepanelen potentieel kunnen opwekken de 'PV-opbrengstpotentieel', simpel gezegd: hoeveel stroom een zonnepaneel op een bepaalde dag zou kunnen leveren.

Eén onderzoeksteam bekeek wat er gebeurt met deze opbrengst op de allerheetste dagen in Oost-Azië, een regio die veel broeikasgassen uitstoot en gevoelig is voor extreem weer. Ze gebruikten klimaatmodellen om te voorspellen hoe de opbrengst verandert richting het einde van deze eeuw, onder verschillende scenario's van CO2-uitstoot: een scenario met veel uitstoot en een scenario met weinig uitstoot.

De uitkomst: op extreem hete dagen daalt de gemiddelde opbrengst van zonnepanelen in heel Oost-Azië, in alle scenario's die de onderzoekers bekeken. Hoe verder je in de tijd kijkt, hoe groter die daling wordt. En bij het scenario met veel CO2-uitstoot is de daling groter dan bij het scenario met weinig uitstoot.

Een concreet voorbeeld: in gebieden die nu juist heel geschikt zijn voor zonne-energie, zoals Noord-China en Zuid-Mongolië, kan de opbrengst op extreem hete dagen tegen het midden en einde van deze eeuw met tot 7,2 procent dalen. Dat is opvallend, want dit zijn precies de plekken waar nu veel zonneparken staan of gepland worden.

Interessant is ook dat de effecten per regio verschillen als je kijkt naar een gemiddelde zomerdag: in sommige gebieden stijgt de opbrengst dan juist, in andere daalt die. Maar op extreem hete dagen specifiek, daalt de opbrengst overal, zonder uitzondering. De temperatuur van de lucht nabij het aardoppervlak blijkt de belangrijkste factor achter deze daling, en die invloed wordt volgens de onderzoekers sterker naarmate de opwarming voortduurt.

Wat betekent dit (nog) niet: Dit onderzoek is gebaseerd op klimaatmodellen en scenario's voor de toekomst, niet op meetgegevens uit het verleden. Het gaat om gemiddelden voor Oost-Azië en specifieke deelgebieden; de precieze cijfers kunnen per lokale situatie verschillen. Het onderzoek zegt ook niets over of zonne-energie daardoor minder rendabel wordt, alleen over de fysieke opbrengst onder hete omstandigheden.

Voor de praktijk kan dit betekenen dat bij de aanleg van nieuwe zonneparken rekening gehouden moet worden met temperatuureffecten, naast de hoeveelheid zonlicht. Technieken om panelen koeler te houden, zouden hierdoor relevanter kunnen worden in regio's die vaker met extreme hitte te maken krijgen.

Bron: Impact of extremely high temperature on future photovoltaic power potential over East Asia