Zonnepanelen houden gebouwen koel

Zonnepanelen op het dak leveren niet alleen schone energie, ze dragen ook bij aan de koeling van de woning of de bedrijfsruimte. Dat blijkt uit een praktijkonderzoek van milieu-professor Jan Kleissl van de School of Engineering van de universiteit van San Diego.

Kleissl en zijn medewerkers hebben de resultaten gepubliceerd van parktijkmetingen met PV-zonnecelpanelen. Met behulp van thermische camera's konden zij vaststellen dat gedurende de dag het plafond van een gebouw onder zonnepanelen zo'n 3 graden Celsius koeler is dan in een gebouw zonder zonnepanelen. En 's nachts houden de  panelen de warmte binnen, wat dan weer scheelt in de verwarmingskosten. "Over positieve bijverschijnselen gesproken",  zegt Kleissl. 

Besparing 5%

Omdat zonnepanelen verschijnen op een toenemend aantal woningen en bedrijfsgebouwen, wordt het steeds belangrijker om de invloed op de totale energiekosten van het gebouw onder de loep te nemen, stelt Kleissl. Zijn team stelde vast dat de besparing op koeling van het gebouw gedurende de levensduur van het zonnepaneel overeenkomt met een korting van 5% op de prijs van het paneel. Anders gezegd: de besparingen in de koeling zorgen ervoor dat er 5% meer zonne-energie wordt geleverd dan wat de panelen feitelijk produceren. Kanttekening daarbij is wel dat deze cijfers gelden voor het bestudeerde gebouw in het zonnige San Diego. 

De gegevens voor de studie werden verzameld gedurende drie dagen in april, op het dak van een laboratorium van de School of Engineering. Dat dak is deels voorzien van zonnepanelen die onder een schuine hoek staan opgesteld, deels van panelen die plat op het dak liggen en daarnaast is er een deel zonder panelen. 

Wind

De panelen werken feitelijk als zonnewering, zegt Anthony Dominguez, de student die het project leidde. Verder wordt veel warmte van het dak weggeleid door de wind die tussen de panelen en het dak blaast. De voordelen zijn groter als er een open ruimte is waar de lucht kan circuleren tussen het gebouw en het zonnepaneel, dus panelen onder een hoek bieden meer koeling. Voor het onderzocht gebouw bleek de hoeveelheid warmte die het dak bereikt, te zijn gereduceerd met ongeveer 38%. 

Hoewel het onderzoek maar gedurende korte tijd werd uitgevoerd, denkt Kleissl dat zijn team een model heeft gevonden waarmee de meetresultaten kunnen worden geëxtrapoleerd om de temperatuureffecten gedurende het hele jaar vast te stellen. Zo zouden de panelen bijvoorbeeld in de winter juist beletten dat de zon het gebouw opwarmt. Maar 's nachts wordt de geaccumuleerde warmte in het gebouw weer vastgehouden. Voor een gebied als San Diego heffen die twee effecten elkaar op, aldus Kleissl. 

Nauwkeurig rekenmodel

"Er zijn natuurlijk veel efficiëntere manieren om een gebouw passief te isoleren," zegt Kleissl, "maar als je overweegt om zonnepanelen te installeren kun je, afhankelijk van de thermische eigenschappen van je dak, een behoorlijke besparing verwachting op de energie voor de koeling van het gebouw".

Kleissl hoopt nu nog op extra financiering, zodat hij met zijn team een nauwkeurig rekenmodel kan ontwikkelen waarmee iedereen de koeleffecten op zijn eigen dak en in zijn eigen omgeving kan berekenen.