Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.

5.1 Verschillende soorten cellen

Een zonnepaneel bestaat uit meerdere zonnecellen. Zonnecellen zijn er in meerdere types. Voor zonnestroominstallaties zijn de twee meest gebruikte de polykristallijne cellen en de monokristallijne cellen. Een derde type, de amorfe cellen, worden vooral gebruikt in consumentenelektronica en goedkope panelen voor AA acculaders. De amorfe cellen leveren te weinig vermogen per oppervlakte voor een huisinstallatie.

Een polykristallijne cel heeft een vlekkerig uiterlijk met daarop witte lijnen:

5_1-Zonnecellen

Een monokristallijne cel heeft een strak uiterlijk met afgeronde hoeken en witte en zwarte lijnen.

Zowel de poly- als monokristallijne cellen zijn er in het zwart en blauw.

De monokristallijne cel heeft een iets beter rendement (ca. 17%) dan de polykristallijne cel (ca. 14%). Dat wil zeggen dat een monokristallijne cel iets meer elektriciteit uit het zonnelicht haalt dan de polykristallijne cel. Een paneel met monokristallijne cellen heeft echter iets meer ongebruikt oppervlak zodat het rendement per m2 paneel oppervlak ongeveer op hetzelfde uitkomt.

5.2 Celeigenschappen

Een zonnecel zet licht om in elektriciteit. Elke zonnecel genereert een spanning van ongeveer een halve volt. Deze spanning is afhankelijk van de temperatuur. Dit is te zien in de onderstaande grafiek. Bij lage temperaturen is de spanning hoger dan bij hoge temperaturen. Een zonnepaneel zal dan ook bij koud en zonnig weer in de winter zijn hoogste spanning leveren. In de zomer kan de temperatuur van het paneel oplopen tot wel 60°C en is de afgegeven spanning lager.

5_2_a-Celeigenschappen

De intensiteit van het licht (instraling) bepaalt de maximale hoeveelheid stroom die een paneel kan leveren. Dit wordt duidelijk in de onderstaande grafiek.

5_2_b-Celeigenschappen

Op grond van de bovenste grafiek zou men wellicht kunnen denken dat de opbrengst van een paneel in de winter hoger zou zijn. Maar de onderste grafiek maakt duidelijk waarom dit niet zo is. Weliswaar is de spanning in de winter hoger, maar omdat de lichtintensiteit lager is zal een paneel toch minder vermogen leveren. Het hoogste vermogen wordt vaak op mooie frisse voorjaarsdagen in April geleverd wanneer de instraling hoog is en de temperatuur laag.

Het maximale vermogen van een cel is het product van spanning en stroom. De vermogenscurve ziet er als volgt uit:

5_2_c-Celeigenschappen

In deze grafiek zien we twee lijnen. De dunne lijn is de curve van de stroom als functie van de spanning. Deze hebben we in de grafiek boven ook al gezien. De dikkere lijn is de vermogenscurve P = U x I (zie hoofdstuk 3.4). Deze begint bij nul omdat daar ook de spanning nul is. Hij eindigt ook op de nullijn omdat daar de stroom nul is. Het maximum van de vermogenscurve ligt net na de knik in de stroom versus spanningscurve. Het maximum zal verlopen onder invloed van temperatuur en instraling (zie eerdere grafieken). Een moderne MPPT netinverter (zie hoofdstuk 9 “De Netinverter”) zal proberen om de stroom die het opneemt zo te kiezen dat het vermogen dat de cellen afgeven maximaal is.

Wanneer een fabrikant zijn panelen specificeert zal dat in het algemeen gedaan worden voor een temperatuur van 20º of 25º Celsius en een instraling van 1.000W/m2. Soms wordt ook de temperatuurcoëfficiënt gepubliceerd, deze is bijvoorbeeld -0,0037V/K (Volts per graad Kelvin). Dit wil zeggen dat wanneer het 10 graden kouder wordt, de spanning per cel met 0,037V stijgt. (-10K x -0.0037V/K = 0,037V).

De instraling van de zon is ca. 1.370W/m2 wanneer deze de atmosfeer van de aarde bereikt. Door reflectie en absorptie gaat een deel hiervan verloren. Op de grond komt meestal niet meer dan ca. 1.000W/m2 aan. Daarom worden de panelen dan ook gespecificeerd bij een instraling van 1.000W/m2. Het kan echter wel sporadisch voorkomen dat de instraling iets hoger ligt. Dat zal echter veelal bij hogere temperaturen zijn, wanneer de effectiviteit van het paneel lager ligt. Het komt dan ook niet vaak voor dat een paneel meer vermogen levert dan ervoor gespecificeerd is.

Voor het schatten van de opbrengst van een paneel wordt de totale energie van de instraling per dag gebruikt. Deze varieert door klimatologische invloeden en de zonnestand tussen 8.000Wh/m2 in de zomer en ca. 1.000Wh/m2 in de winter. (Let op, deze getallen zijn in Wh, niet in W, zie hoofdstuk 3.4).

5.3 Paneeleigenschappen

5.3.1 Opbouw

Een paneel bestaat uit meerdere cellen. Het aantal cellen en de manier waarop deze met elkaar verbonden zijn geeft de totale spanning die een paneel zal leveren. Bij panelen voor dakmontage zal men vaak 48, 60 of 72 cellen op een paneel aantreffen. Deze zijn allemaal in serie geschakeld. Bij een serieschakeling wordt de plus van de ene cel op de min van de volgende cel aangesloten (zie hoofdstuk 3.7 “Serie en Parallel”). De spanning van een paneel is dan de som van de spanningen van alle cellen samen. Een paneel met 48 cellen komt zo op een spanning van iets meer dan 24V. Een paneel met 72 cellen op iets meer dan 36V.

5.3.2 Opbrengst

Wanneer de cellen op een paneel bevestigd worden moet er tussen monokristallijne cellen iets meer ruimte gelaten worden dan bij polykristallijne cellen. Daardoor is het totaal opgewekte vermogen per vierkante meter vrijwel gelijk: ongeveer 150Wp. De waarde van 150Wp per m² is een goede vuistregel die men kan gebruiken om het totale benodigde oppervlakte uit te rekenen: wil men 3000Wp installeren, dan is ongeveer 20m² paneeloppervlakte nodig.

Hoeveel energie levert een paneel per jaar? Dat hangt uiteraard van vele factoren af, niet in het laatste van de hoeveelheid zonneschijn. Daar zijn de kustprovincies beter van voorzien dan het binnenland. Toch rekent men wel met gemiddelde opbrengsten. De vuistregel is dat voor elke 100Wp die geïnstalleerd wordt ca. 85kWh aan energie per jaar wordt geleverd.

In de kustprovincies zal dat wellicht iets meer zijn vanwege de grotere hoeveelheid zon en de iets lagere temperaturen. Tegen de Duitse grens zal het wat lager zijn vanwege minder zonneschijn en hogere temperaturen.

Ook de opstelling van de panelen is een belangrijke factor. Zie daartoe hoofdstuk 5.5.2.

5.3.3 Bypassdiodes

Een diode is een elektronische component waardoor de stroom slechts in 1 richting kan vloeien. Alleen van plus naar min. Het symbool van de diode is een soort sluis:

5_3_3-Diode

Een paneel bestaat uit meerdere cellen, het vermogen van een paneel wordt samengesteld uit de vermogenscurve van de individuele cellen. Wanneer er geen schaduw op het paneel valt (en de cellen allemaal gelijkwaardig zijn) dan is dit een simpele optelling. Als er echter sprake is van schaduw dan ontvangen de cellen in de schaduw minder instraling. Zoals we in het voorgaande gezien hebben, kan zo’n cel dan ook minder stroom leveren. Een MPPT netinverter of MPPT acculader zal proberen het optimale punt te vinden waar alle cellen samen het beste resultaat opleveren. Dit betekent dat de beschaduwde cel een grotere stroom te verwerken krijgt dan deze zelf kan leveren. Hierdoor wordt de cel extra opgewarmt en veroudert sneller. Dit probleem wordt groter naarmate er meer cellen in serie staan. In veel installaties worden alle panelen in serie geschakeld, zodat er eventueel zelfs honderden cellen in serie staan.

5_3_3_b-Cellen_met_bypass_diodes

Om dit probleem te minderen kunnen er bypassdiodes geplaatst worden. Dat betekent dat er per cel of per groep cellen een diode in doorlaat richting geplaatst wordt. Als er dan schaduw op een cel/cellen valt, dan zal de stroom niet langer door de cellen gaan, maar door de diode. De beschaduwde cel/cellen worden zo niet langer overbelast. Nu is het helaas zo dat maar relatief weinig fabrikanten hun panelen met bypassdiodes uitrusten. Zeker de goedkopere modellen beschikken vaak niet over bypassdiodes. Men kan er dan voor kiezen om zelf een externe bypassdiode aan te brengen (per paneel). Dit is echter niet gebruikelijk.

5.3.4 PID Tests

Sinds 2012 is er een nieuwe test op de markt waarmee enkele tientallen jaren veroudering getest wordt in slechts 1 week. Dit is de zogeheten Potential Induced Degradation test, in het kort: PID. Bij de PID test wordt gedurende 1 week het paneel op een grote negatieve spanning aangesloten. Het paneel slaagt voor de test indien het achteraf nog minimaal 95% van zijn nominale vermogen levert. Het woord “Potentieel” wordt in de afkorting gebruikt voor een elektrisch potentieel, niet in de betekenis van “mogelijk”.

Bij deze test worden de effecten van veroudering van de halfgeleiders ten gevolge van interacties met het omringende materiaal getest.

In 2012 werden in Duitsland 13 panelen van bekende fabrikanten getest. Van deze 13 zijn er slechts 4 goed door de test gekomen. Nu deze test bekend is, is het aannemelijk dat binnen relatief korte tijd alle fabrikanten hun panelen zullen aanpassen. Het kan echter geen kwaad om bij de leverancier te informeren of hun panelen de PID test doorstaan hebben of niet.

Of een paneel de verouderingseffecten van de PID test zal ervaren of niet hangt sterk samen met de bouw en met de maximale spanning waarop deze gebruikt wordt. Installaties waar veel panelen in serie geschakeld worden zijn gevoeliger voor deze veroudering dan installaties waar geen, of slechts enkele panelen in serie geschakeld worden. Installaties met micro inverters zijn dus in het voordeel.

Er zijn aanwijzingen dat sommige verouderingseffecten ongedaan gemaakt kunnen worden. Hierover zijn op dit moment slechts indicaties beschikbaar. Het is te hopen dat deze technieken verder onderzocht wordt zodat we wellicht in de toekomst oude panelen kunnen heractiveren.

5.4 Paneelspecificaties

Laten we eens kijken naar de specificaties van een reëel paneel.

Bijvoorbeeld de Yingli Solar YL210 P-26b (www.yinlgisolar.com, deze keuze is puur toevallig omdat ik deze technische specificatie ter hand heb)

Van dit paneel zegt de fabrikant:

5_4-Paneel_specificaties

Opmerking: de temperatuur van 25 graden Celsius is de paneel temperatuur, niet de lucht temperatuur. Bij sterke zonnestraling is de paneel temperatuur vaak flink hoger dan de lucht temperatuur.

Wp staat voor Watt peak. Dat wil zeggen: dit is het maximale vermogen dat het paneel onder de gegeven condities kan ontwikkelen. We kunnen deze waarde even vergelijken met de vuistregel van 150Wp/m2. De paneeloppervlakte is 1,495 x 0,99 = 1,48 m². Het vermogen per m² is: 210 / 1,48 = 142 W/m². Dit komt redelijk overeen met de vuistregel.

Vp staat voor peak-spanning. Dit is de spanning die het paneel levert bij het maximum vermogen onder de gegeven condities.

Vo is de maximale open spanning. Dit is de spanning die het paneel levert wanneer er niets op aangesloten is en de temperatuur laag is. Elk apparaat dat aangesloten wordt moet bestand zijn tegen deze spanning.

Ip is de peak-stroom. Dit is de stroom die het paneel levert bij maximum vermogen onder de gegeven condities. Als we de Vp met de Ip vermenigvuldigen dan moeten we op de Wp uitkomen (P = U x I, zie hoofdstuk 3.4 “Vermogen en energie”). In dit geval 7,9 A x 26,6 V = 210,14 W. Klopt dus. De Ip wordt ook vaak aangeduid met gewoon I of “stroom”.

Is is de kortsluitstroom (kortsluiting = short). Dit is de maximale stroom die het paneel kan leveren. Ook hier geldt dat de aangesloten apparatuur dit moet kunnen verdragen. Met name de bedrading, een eventuele zekering en een eventuele antiterugloopdiode.

Het gewicht en de maten spreken voor zichzelf.

De technische specificatie heeft nog een aantal parameters die minder interessant zijn voor de selectie van huisinstallaties. Bijvoorbeeld de temperatuurcoëfficiënten, nominale temperatuur, maximaal toelaatbare spanning etc.

5.5 Paneelopstelling

Bij de opstelling van de panelen moeten we met een aantal zaken rekening houden: de uitrichting op het zuiden, de hoek met de horizon, eventuele schaduwval en de mogelijkheid tot koeling van het paneel.

5.5.1 Koeling

Bij de montage van de panelen moeten we er op te letten dat er lucht achter de panelen langs kan trekken. Panelen kunnen erg warm worden en een hogere temperatuur verlaagt het vermogen dat een paneel kan leveren. Het is dus belangrijk voor voldoende koeling te zorgen. Laat daarom een paar centimeter achter het paneel vrij voor ventilatie zodat zich hier geen hitte kan opstuwen.

5.5.2 Uitrichting en hoek van de panelen

De opbrengst van een zonnepaneel hangt af van de hoeveelheid instraling die in de loop van het jaar opgevangen wordt. Deze wordt voornamelijk bepaald door de plaatsing van de panelen: de hoek met het zuiden, en de hoek met de horizon (hellingshoek). Natuurlijk wil men het paneel zo gunstig mogelijk plaatsen, maar vaak zal men nauwelijks de mogelijkheid hebben om de plaatsing te beïnvloeden. Een huis even draaien is nu eenmaal niet echt een optie.

Vaker zal men daarom willen weten hoeveel energie een paneel bij een gegeven opstelling kan leveren. Daarvoor zijn er wiskundige modellen gemaakt die ons een indicatie kunnen geven. Natuurlijk zijn er meerdere modellen gemaakt en helaas leveren die niet alle hetzelfde resultaat. Er is met name twijfel aan het SenterNovem/Ecofys model. Dit model komt men veel tegen op verschillende websites, waarschijnlijk omdat het zo’n mooi kleurig plaatje is (gekleurde ovalen in elkaar). Dit model is te herkennen aan het advies om een hellingshoek van ongeveer 36° te gebruiken. Gelukkig is de fout in het model niet erg groot, maar de betere waarde is 30° volgens de website van Siderea (www.siderea.nl). Siderea heeft daarbij ook uitgerekend dat hellingshoeken van 20° tot 40° nauwelijks in opbrengst zullen verschillen van de ideale hoek. Zelfs bij hoeken van 0° en 60° leveren de panelen altijd nog ca. 90% van hun maximale opbrengst.

Indien men de vrijheid heeft om de hellingshoek zelf te bepalen (bijvoorbeeld een plat dak) dan kan het voordelig zijn om de panelen exact onder een hoek van 30° te plaatsen. De tangens van 30° is 0,577. Dat wil zeggen dat over een afstand van 1 meter de stijging 57,7 centimeter is:

5_5_2-Opstellingshoek_30_graden

Om uit te rekenen wat de stijging over een bepaalde afstand is, vermenigvuldigt men de horizontale afstand in meters met 0,577. Het antwoord is dan ook in meters. Bijvoorbeeld de stijging over 1,60 meter is: 1,6 x 0,577 = 0,9232 = ca. 92 centimeter.

De hoek met het zuiden wordt vaak aangegeven met 5° ten westen van zuid. Deze waarde lijkt ook afkomstig te zijn uit het SenterNovem/Ecofys model. Helaas heeft Siderea hiervoor geen berekening gemaakt. Er lijkt geen groot verschil in opbrengst te zijn indien de panelen tot 20° westelijk of oostelijk van deze waarde staan opgesteld.

De hoek met de horizon en het zuiden kan vaak niet vrij worden gekozen. Men is aangewezen op dat wat er voorhanden is. Om nu toch een inschatting te kunnen maken van de grootte van de installatie is het belangrijk om te weten wat het rendement van de plaatsing ten opzichte van de maximale opbrengst is.

Dat wil zeggen: stel een paneel heeft bij ideale plaatsing een jaaropbrengst van 100kWh, wat is dan de opbrengst van een paneel dat niet ideaal geplaatst is?

Hiervoor worden de onderstaande tabellen gepresenteerd. Siderea heeft helaas geen tabel met verwachte opbrengsten gepresenteerd. Om toch enig inzicht te krijgen in de verwachte opbrengsten van een paneel wordt de volgende tabel gebruikt. Deze is slechts indicatief en moet niet als absolute waarheid worden gezien.

Tabellen:

5_5_2_b-Opbrengst-tabel-zuid

5_5_2_c-Opbrengst-tabel-noord

De bovenstaande tabellen zijn gebaseerd op een wiskundig model en zijn (voor zover kon worden nagegaan) niet geverifieerd door metingen. Ter verduidelijking: een hoek met het zuiden van 90° is pal oost of west en een hoek met het zuiden van 180° is pal noord. Een hellingshoek van 0° is een vlak (horizontaal) liggend paneel en een hellingshoek van 90° is een rechtopstaand (verticaal) paneel.

De tabel moet als volgt worden gebruikt: stel men wil 5.000kWh per jaar opwekken en de opstelling van de panelen is 70 graden westelijk, met een hoek van 40 graden met de horizon. Dan is het rendement van het paneel volgens de tabel: 86%.

Om te compenseren voor het verlies ten gevolge van de opstelling moet een totale capaciteit geïnstalleerd worden van 5.000kWh : 0,86 = 5.814kWh. Om hieruit het geïnstalleerd vermogen te berekenen moet nog gedeeld worden door de verwachte opbrengst per geïnstalleerde Wp, zie hoofdstuk 5.3.2 (5814 : 0,85 = 6.840Wp).

5.5.3 Schaduwval

Schaduw kan de opbrengst van een installatie behoorlijk verminderen. Bypassdiodes kunnen dan een belangrijke rol spelen om toch het maximaal mogelijke uit de panelen te halen. In het ideale geval heeft elke cel zijn eigen bypass diode. In de praktijk komt het echter vaak voor dat er slechts 1 bijpass diode per string van cellen wordt gebruikt. Dit is het geval wanneer een fabrikant in de specificaties vermeld dat er bijvoorbeeld 3 of 4 bypass diodes per paneel aanwezig zijn. In dat geval is het belangrijk voor de plaatsing van de panelen te weten welke celgroepen een bypass diode hebben. Natuurlijk alleen als er sprake is van schaduwval. Het is voordelig om de schaduwlijn die over het paneel zal kruipen parallel aan de scheiding tussen de celgroepen (strings) te houden zoals geïllustreerd in volgend figuur:

5_5_3-Schaduwval

Voorbeeld: in de tekening hierboven heeft een paneel met 72 cellen 6 bypassdiodes. De bypassdioden zijn aangebracht over groepen van 12 cellen. De celgroepen liggen in de langsrichting van het paneel. In de tekening aangegeven door de lijnen tussen de cellen. In de tekening staan ook twee schaduwvelden. In opstelling A kruipt de schaduw van links naar rechts (of rechts naar links) over het paneel. In opstelling B kruipt de schaduw van onder naar boven (of van boven naar beneden) over het paneel. Opstelling A is dan de juiste opstelling. Want in opstelling A raakt de schaduw minder celgroepen dan in opstelling B.

Indien de panelen niet over bypassdiodes beschikken kan men er ook voor kiezen om meerdere netinverters te gebruiken. De panelen worden dan in groepen gesplitst al naargelang de schaduwval. Bijvoorbeeld een groep zonder schaduw en een groep met schaduw, of een groep links van een schaduwwerpend object en een groep rechts van dat object. In dit laatste geval ga ik er vanuit dat de schaduw van het object eerst op de ene groep valt en later op de andere groep, maar nooit op beide groepen tegelijk.

Het mag natuurlijk niet onvermeld blijven dat, indien mogelijk, schaduw vermeden moet worden.

5.6 Gewenste capaciteit

Het werd in het voorgaande hier en daar al aangestipt, daarom hier nog een overzicht van het totale proces om de benodigde te installeren capaciteit van een zonnestroominstallatie te berekenen.

Als eerste moet men een energiebudget maken. Daaruit blijkt hoeveel energie men wil verbruiken. Dan moet men beslissen over het type installatie: een autonome of een terugleveringsinstallatie. Vervolgens kan men dan uitrekenen hoe groot het geïnstalleerd vermogen (Wp) moet zijn.

Om de berekening niet onnodig gecompliceerd te maken gaan we er vanuit dat er geen schaduweffecten zijn.

5.6.1 Terugleveringsinstallatie

Waneer het energiebudget gemaakt is kan men uitrekenen hoe groot de installatie moet worden. Het gemakkelijkst is dit te zien aan de hand van een voorbeeld:

  1. Energiebudget: neem aan dat we een gemiddeld gezinsverbruik willen opwekken: 3.500kWh/jaar

  2. Paneelproductie: we gebruiken de vuistregel dat er per 100Wp geïnstalleerd vermogen er 85kWh per jaar wordt opgewekt. De netto capaciteit moet dan zijn: 3.500 : 0,85 = 4.117Wp

  3. Correctie voor de opstelling van de panelen: nemen we aan dat de hoek met het zuiden 40 graden is, en de hellingshoek 50 graden. Het opstellingsrendement is dan: 93%. De bruto capaciteit wordt dan 4.117 : 0.93 = 4.427Wp

  4. Veroudering: we nemen aan dat van het gekozen paneel de fabrikant zegt dat ze na 20 jaar nog 80% opbrengen. De bruto begincapaciteit moet dan zijn: 4.427 : 0,8 = 5.533Wp

5.6.2 Autonome installatie

Een autonome installatie is een stuk lastiger. Zoals we zullen zien is een volledig autonome installatie in Nederland waarschijnlijk veel te duur voor de meeste mensen. Om dit extra duidelijk te maken gaan we ook hier uit van een energiebudget van 3.500kWh/jaar.

Voor een autonome installatie rekenen we deze om naar het verbruik per dag: 3.500kWh : 365 = 9.500Wh per dag. Dit is dan ook het minimale vermogen dat we per dag moeten opwekken.

In de winter is de gemiddelde instraling het laagst, ca. 1.000Wh per m2 per dag. Waarschijnlijk zal in de winter het verbruik hoger zijn dan in de zomer, maar deze factor laten we nu buiten beschouwing.

Een paneel heeft een rendement van ca. 15%. Van deze 1.000Wh per m2 kunnen we dus ongeveer: 150Wh/m2 oogsten.

Bij een gewenste opbrengst van 9.500Wh per dag moeten we dan minimaal 9.500Wh : 150Wh/m2 = 63m2 zonnepanelen installeren.

Echter 63m2 is niet genoeg, want het is in de winter relatief vaak bewolkt. Op een zonnige dag moet er meer energie worden opgewekt om zo energie op te kunnen slaan voor de zonloze dagen. Het is daarbij waarschijnlijk te optimistisch om aan te nemen dat we slecht 1 zonloze dag na een zonnige dag krijgen, maar laten we toch even de factor 2 gebruiken. Dan breiden de 63m2 zich al uit naar 126m2.

Maar “wacht, er is meer!”. Helaas, voor een volledig autonome installatie met zonnepanelen moeten we de energie vrijwel altijd eerst opslaan voor deze verbruikt wordt. De verliezen die hierbij ontstaan moeten gecompenseerd worden. Indien we voorzichtig aannemen dat het traject acculader - accu - omvormer een rendement van (0,95 x 0,7 x 0,95 =) 63% heeft dan moeten we ook de oppervlakte vergroten tot: 126m2 : 0,63 = 200m2. En ook dat is niet alles, dit geldt alleen voor een perfect uitgerichte opstelling. Indien de opstelling een rendement heeft van bijvoorbeeld 90%, dan moet die 200m2 nogmaals gedeeld worden door 0,9. Het oppervlak vergroot zich dan tot 222m2.

Ofwel een vlak van 11 bij 20 meter.

Een 250Wp paneel heeft een oppervlak van ongeveer 1,6m2. Hiervan zijn er 134 nodig. Bij een prijs van 1,20 euro per Wp is de investering alleen voor de panelen ca. 40.000 euro.

En dan hebben we het nog niet eens over het opslaan van al deze energie. De accu zou waarschijnlijk nog een veelvoud van deze investering zijn. En in de zomer, wanneer de installatie het 8-voudige aan energie levert, wat doe je dan daarmee?

Na deze ontmoediging, nog wat opbeurends: het bovenstaande is enkel bedoeld om te laten zien dat autonomie niet realistisch is wanneer we op het huidige “normale” consumptieniveau door willen gaan. Gelukkig zijn de meeste mensen die autonoom willen leven ook “consumindermenten”. En er zijn heel veel bezuinigingen mogelijk op het normale stroomverbruik.

Alternatief is het natuurlijk ook mogelijk om een autonome zonnestroominstallatie met een generator (biodiesel, houtgas?) uit te breiden zodat er gedurende tijden met hoog verbruik en weinig zon er extra capaciteit ter beschikking staat.

5.7 Keuzes

Nu we weten wat de gewenste capaciteit is, kunnen we uitzoeken welk paneel aan onze eisen voldoet. Daarbij balanceren we de wensen tegen prijs en complexiteit.

5.7.1 Terugleveringsinstallaties

De ideale terugleveringsinstallatie heeft 1 netinverter per paneel. Maar dat levert ook de hoogste initiële investering op. Om het aantal netinverters te beperken schakelt men de panelen het beste in serie. Het aantal panelen is dan afhankelijk van de spanning waarop de netinverter optimaal werkt en de Vp van het gebruikte paneeltype. Dit is een eenvoudige berekening:

Spanning van de netinverter : Vp = Aantal panelen.

De keuze van de panelen en de netinverter zijn in wezen vrij. Enkel de spanning en het vermogen moet bij elkaar passen.

Of men met 1 netinverter kan leven of niet ligt aan de panelen en de opstelling. Wanneer de panelen geen bypassdiodes hebben (intern of extern) is het noodzakelijk dat de cellen van alle panelen identiek zijn, alle panelen identiek zijn opgesteld en dat er geen schaduwval is.

Is schaduwval beperkt tot slechts enkele minuten per dag dan is dit mogelijk nog acceptabel. Bij langere schaduwval is het te adviseren om panelen met bypassdiodes te gebruiken of om twee (of meer) netinverters te gebruiken.

Dit geldt ook wanneer de panelen niet allemaal identiek zijn opgesteld. Dan moet er per groep identiek opgestelde panelen een netinverter worden gebruikt.

Sluit men toch ongelijke panelen (cellen/opstelling/schaduw) in serie dan zal de opbrengst hieronder lijden. En ook de levensverwachting van de panelen zal slechter worden.

5.7.2 Autonome installaties

Voor de autonome installaties is de keuze iets anders. Hier moet het paneel (of panelen) bij de acculader passen. Een acculader heeft vaak een lage ingangsspanning nodig. Daarbij heeft de MPPT lader (zie hoofdstuk 7) een groter ingangsspanningsbereik dan de PWM lader. Sommige MPPT laders kunnen zelfs een paar panelen in serie aan.

Een PWM lader heeft een paneelspanning nodig die ca. 3 volt boven de maximale accuspanning ligt. Voor een 12V accu is deze maximaal 14,4V (natte accu) dus de paneelspanning moet dan ca. 18V zijn. Hoger mag wel, maar dan neemt de efficiëntie van de installatie af. Voor een 24V accu is een paneel spanning nodig van ca 36V.

Indien men de optie wil openhouden om in een noodgeval de accu’s direct uit de panelen te laden (zie hoofdstuk 6) dan mag de paneelspanning niet hoger zijn dan de maximale accuspanning + 3V.

Bij grote accucapaciteiten zullen er panelen parallel moeten worden geschakeld. Hoeveel hangt dan af van de laadstroom. Bij een laadstroom van bijvoorbeeld 60A en een paneel stroom van maximaal 6A kunnen er 10 panelen parallel geschakeld worden. Bij de parallel schakeling zijn antiterugloopdiodes voor ieder paneel aan te bevelen.

Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.