PV-systemen op het dak bieden extra voordelen op het gebied van passieve koeling: UCSD-studie

Een onderzoek van de Universiteit van Californië, San Diego (UCSD) concludeert dat PV-modules gebouwen in de zomer aanzienlijk koeler houden door passieve zonnekoeling.

De UCSD-onderzoekers concludeerden dat daken waarop PV is geïnstalleerd, gebouwen overdag tot 5°C koeler houden dan gebieden zonder. Voor hun casestudy uit 2011 aan de Jacobs School of Engineering UCSD komt dit neer op een reductie van 38% in de jaarlijkse koelbelasting en een kostenbesparing van 5% van de totale kosten van het PV-systeem gedurende zijn levensduur.

Afbeeldingsbron: UCSD

Het effect is vergelijkbaar met dat van dubbele beglazing, waarbij een luchtstrook tussen twee glasplaten fungeert als een thermische isolatielaag, waardoor het warmteverlies en de warmtewinst worden verminderd. Het kleine verschil in dit geval is dat de luchtstroom onder de PV-panelen er ook voor zorgt dat de warmte van het gebouw naar de atmosfeer wordt afgevoerd. Gekantelde PV-modules zorgden voor grotere koelvoordelen omdat de omgevingslucht vrijer tussen de modules en het dak kon circuleren.

Gekantelde modules (onder) zorgen voor een betere koeling door een grotere luchtstroom tussen de modules en het dak. Afbeeldingsbron: UCSD

Opgemerkt moet worden dat in de koudere maanden de PV-panelen de verwarming van het gebouw, veroorzaakt door de zon, verminderen. Uit de gegevens van het onderzoek blijkt echter dat dit teniet wordt gedaan door de neiging van panelen om het warmteverlies van het gebouw ‘s nachts te verminderen. Er was geen significante verandering in de jaarlijkse verwarmingsbelasting voor de UCSD-locatie.

De studie benadrukt het complementaire karakter van energie-efficiënt ontwerp en PV. Het verminderen van de verwarmings- en/of koelbelasting van een gebouw vermindert ook de hoeveelheid PV die nodig is om aan de resterende belastingen te voldoen. Als het gaat om het terugdringen van de energiekosten van gebouwen, zijn energie-efficiëntiemaatregelen vaak “laaghangend fruit” en bieden ze, indien correct gepland, regelmatig aantrekkelijke terugverdientijden voor projecten.

De resultaten van dit onderzoek kunnen een belangrijke factor blijken te zijn bij de beslissing om al dan niet een PV-systeem te installeren, aangezien de mogelijkheid om de jaarlijkse koelbelasting van een gebouw tot 38% te verminderen bepaalde projecten financieel aantrekkelijker kan maken. Dit kan echter ook ten koste gaan van de adoptie van gebouwgeïntegreerde fotovoltaïsche zonne-energie (BIPV), aangezien deze vaak dienen als vervanging voor gevels of daken van gebouwen en waarschijnlijk niet de isolerende voordelen zullen bieden die gemonteerde en gekantelde PV-panelen lijken te bieden.

Zonne-PV-generatoren zijn perfect voor het leveren van stroom tijdens de warme zomermaanden, wanneer ons elektriciteitsnet alle hulp nodig heeft die het kan krijgen. Indien op grote schaal geïmplementeerd, kan zonne-energie ook de groothandelskosten van elektriciteit aanzienlijk verlagen door de elektriciteitsvraag op het net te verminderen.