Klikzink
Een gebogen dak, zoals bij een tongewelf, een loods met ronde kap of een woonhuis met een gebogen overkapping boven de entree, heeft één eigenschap die een plat vlak niet heeft: de hoek waaronder de zon op het dakvlak valt, verandert continu over de lengte van de baan. Bovenaan de welving staat een stuk felsbaan bijna loodrecht in de zon, terwijl een stuk verderop, waar de kromming naar de gootlijn afbuigt, de zon er scherend overheen strijkt. Dat is een ander verschijnsel dan warmte-opbouw, en het is goed om die twee niet te verwarren.
Warmte-opbouw gaat over wat er onder de cel gebeurt: hoe warm de cel zelf wordt, en of die warmte weg kan. Een paneel op beugels heeft een luchtspouw van een paar centimeter onder het paneel; die lucht stroomt en voert warmte af. Een geïntegreerde baan zoals solarfels ligt direct op de dakopbouw, zonder die spouw. Daar staat tegenover dat de cel in een dun, goed geleidend stalen vlak ligt dat zelf ook warmte afgeeft aan de constructie erachter, en dat de opbouw onder de baan daarop is afgestemd. Bij een gebogen dak verandert dat principe niet: de warmteafvoer is een kwestie van de opbouw onder de felsbaan, niet van de kromming van het dakvlak.
Waar de kromming wél iets aan doet, is de instraling per baanstuk. Op een plat hellend vlak heeft elke baan dezelfde hoek naar de zon, van de goot tot de nok. Op een gebogen vlak niet. Denk aan een rond dak van een fietsenstalling of een gebogen bedrijfshal: de banen lopen in dezelfde richting als op een plat dak, maar omdat het vlak zelf krult, verschuift de hoek naar de zon geleidelijk van baan tot baan, en soms ook binnen één baan als de straal klein is. Het gevolg is dat het ene stuk dakvlak op een zomermiddag meer instraling krijgt dan het andere, ongeacht wat er onder de cel gebeurt met warmte.
Hoe groot dat verschil is, hangt af van de straal van de welving. Bij een flauwe welving, zoals een licht gebogen tongewelf met een straal van tientallen meters, is het verschil in hoek van baan tot baan zo klein dat het voor de opbrengst nauwelijks meetelt; het vlak gedraagt zich in de praktijk bijna als een plat hellend dak, alleen dan opgedeeld in een groot aantal iets verschillende hellingshoeken. Bij een krappe welving, zoals een halfronde overkapping met een straal van een paar meter, lopen de hoekverschillen sneller op, en kan het stuk dicht bij de top van de boog structureel meer opbrengen dan het stuk richting de rand, op dezelfde manier zoals dat ook gebeurt tussen twee vlakken van een dak met een andere oriëntatie, zoals wij beschrijven bij de twee dakvlakken van een zadeldak.
Dit is een ander mechanisme dan schaduw en het is ook een ander mechanisme dan warmte. Schaduw haalt instraling weg door iets dat ervoor staat; kromming verandert instraling door de hoek van het vlak zelf. Beide werken uiteindelijk door op wat de cel levert, maar de oorzaak, en dus ook de oplossing, is niet dezelfde. Bij schaduw kijk je naar obstakels; bij kromming kijk je naar de vorm van het dak zelf, en die vorm ligt vast zodra het gebouw ontworpen is.
Wat betekent dit voor de keuze tussen solarfels en panelen op beugels op een gebogen dak? Bij een flauwe welving verandert er weinig ten opzichte van een plat dak: de banen lopen door in de kromming, de fels blijft haaks en blind bevestigd zoals op elk ander dakvlak, en de opbrengstverschillen tussen baanstukken zijn klein genoeg om te verwaarlozen. Bij een krappe welving wordt het interessanter om te kijken of panelen op beugels niet handiger zijn, want een paneel is vlak en kan niet meebuigen met een kleine straal zonder een reeks korte, hoekige segmenten te worden. Een felsbaan van staal kan wel enige kromming volgen, en juist dat maakt hem op een gebogen dak vaak de praktischer keuze dan een star paneel, ook los van de vraag wat er met de warmte gebeurt.
De grens waarbij dit omslaat, ligt niet bij een vast getal dat voor elk gebouw hetzelfde is. Het hangt af van de dikte van de plaat, de lengte van de baan en de manier waarop de onderconstructie de kromming opvangt. Bij een licht gebogen dak van een woonhuis met een ronde uitbouw is dat een ander vraagstuk dan bij een grote overspanning van een sporthal met een rond dakprofiel. Daarom rekenen wij dat op tekening uit voor het specifieke dakvlak, met de werkelijke straal en de werkelijke lengte van de banen, in plaats van met een algemene regel die voor het ene dak wel klopt en voor het andere niet.
Eén ding blijft, ook op een gebogen dak, hetzelfde uitgangspunt als bij elk ander dakvlak: geïntegreerde opwekking loont vooral wanneer het dak zelf toch aan vervanging toe is, of wanneer het gebouw nieuw wordt opgezet. De meerprijs ten opzichte van een gewoon dak zit in het feit dat de felsbaan twee dingen tegelijk doet, waterdicht dak zijn en stroom opwekken, en dat combineren is duurder per wattpiek dan een set panelen los op een bestaand dak zetten. Op een gebogen dak dat er al ligt en verder geen onderhoud nodig heeft, is het dus vaak logischer om te kijken naar opgebouwde panelen die de kromming volgen met beugels van verschillende hoogte, dan naar een nieuwe felsbaan.
Als het gebogen dakvlak wél nieuw wordt aangelegd, verandert die afweging. Dan betaalt de opdrachtgever één keer voor de dakbedekking en de opwekking samen, en is de vraag vooral hoe krap de straal is en hoe dat uitwerkt op de opbrengst per baanstuk. Klikzink, gevestigd aan de Boylestraat 22 in Ede, heeft eigen walsmachines waarmee de baanlengte en -breedte op maat worden gemaakt voor het specifieke dakvlak, en rekent voor een concreet ontwerp door hoe de kromming zich verhoudt tot de opbrengst, zonder daar kosten voor te rekenen. Voor een architect of aannemer die een gebogen dakvlak op de tekentafel heeft liggen, is dat de manier om erachter te komen of solarfels op die vorm de aangewezen oplossing is, of dat een set panelen op maat gemaakte beugels hier meer voor zijn geld levert.