FAQ voor Zonnestroom.

Transcriptie

1 FAQ voor Zonnestroom. Deze FAQ voor zonnestroom wordt samengesteld door Energieplusdak op basis van theoretische kennis, veel praktische ervaring EN de hulp en inbreng van anderen. Het doel van deze FAQ is eenduidige en heldere antwoorden te geven op vragen van de startende en gevorderde paneelbezitter. Ook wil ik met deze FAQ een aantal hardnekkige misverstanden rondom zonnepanelen de wereld uit helpen. Panelen. Wat kost een zonnepaneel. Worden zonnepanelen voor particulieren nog veel goedkoper. Zijn zonnepanelen met een hoger rendement beter. Wat betekent STC. Is er een verband tussen vermogen, rendement en oppervlak van een paneel. Wat is de temperatuurcoefficient van een zonnepaneel. Omvormers. Wat kost een omvormer. Waarom heb ik een omvormer nodig. Wat is het rendement van een omvormer. Hoeveel zonnepanelen kan ik op een omvormer aansluiten. Wat is een string. Waarom is het EU rendement van een omvormer lager dan het maximale rendement. Oprengsten en rendementen. Hoeveel electriciteit levert een zonnestroomsysteem jaarlijks. Wat is de beste plek voor zonnepanelen. Hoeveel duurder (of goedkoper) is zonnestroom nou eigenlijk. Panelen. Wat kost een zonnepaneel. De prijs van een los zonnepaneel (dus excl. inverter, bekabeling en materialen) is recht evenredig met het STC of piekvermogen van het paneel. Als vuistregel kun je uitgaan van 1,-/Wp excl. Panelen met een hoger rendement zijn vaak duurder terwijl de opbrengst niet hoger is. Het voordeel van panelen met een hoger rendement is dat ze minder dakoppervlak in beslag nemen. Er is natuurlijk, bij grote hoeveelheden, minder bevestigingsmateriaal en bekabeling benodigd. Worden zonnepanelen nog veel goedkoper. Niet of nauwelijks. De kostprijs van een zonnepaneel rechtstreeks uit de fabriek bedraagt ongeveer 0,65 per Wp (Ja, u hoort het goed). Echter, voor het kopen van zonnepanelen bent u als particulier of bedrijf afhankelijk van een leverancier. Deze leverancier koopt zonnepanelen in bij een groothandel of een tussenpersoon. En omdat zowel de fabriek, als de groothandel, als de leverancier allemaal een winstmarge hanteren wordt het zonnepaneel gaandeweg duurder. Een zonnepaneel kost u op dit moment (2014) ongeveer 1,-/Wp excl. BTW. De verwachting is dat zonnepanelen niet verder in prijs zullen dalen. Bedenk dat stimuleringsmaatregelen ook invloed kunnen hebben op de winstmarges en dus op de prijs die u moet betalen. In Duitsland waren zonnepanelen lange tijd 20% duurder dan in Nederland. De prijs die u betaalt kan ook dalen indien iedereen genoegen neemt met lagere winstmarges. Dat zal echter alleen gebeuren indien men de zonnepanelen aan de straatstenen niet meer kwijt kan, bijvoorbeeld door het (deels) wegvallen van de vraag.

2 Zijn zonnepanelen met een hoger rendement beter. Het rendement van een zonnepaneel is niets anders dan het geleverde vermogen per vierkante meter. Zonnepanelen met een hoger rendement nemen daarom minder ruimte in beslag. Per vierkante meter neemt de opbrengst dus toe (meer vermogen = meer opbrengst). Een 100Wp paneel met een rendement van 17% zal net zoveel energie leveren als een 100Wp paneel met 12% rendement. Echter, een paneel van dezelfde maat (lees oppervlakte) met hetzelfde aantal cellen, levert met een hogere cel efficiency meer op! Wat betekent STC. Voordat een zonnepaneel de fabriek verlaat wordt bepaald hoe hoog het vermogen is. Vermogen wordt uitgedrukt in Watt (W). Het vermogen van het zonnepaneel wordt gemeten onder vooraf gedefinieerde condities. Dit omdat een zonnepaneel gevoelig is voor straling EN temperatuur. Wereldwijd is afgesproken om het paneelvermogen te meten bij een instraling van 1000W/m2 en een paneeltemperatuur van 25 graden Celsius. We noemen dat 'Standard Test Conditions', afgekort STC. Het onder deze condities geleverde vermogen wordt uitgedrukt in Watt-piek (Wp). Is er een verband tussen vermogen, rendement en oppervlak van een paneel. Het antwoord is ja. Het verband tussen rendement, oppervlak en vermogen van een zonnepaneel is als volgt : P = A x N x 1000 A = P/(1000 x N) N = P/(1000 x A) waarbij geldt, P is het STC vermogen van het paneel in Watt. A is het oppervlak in m2. N is het rendement van het paneel is de instraling in Watt per m2 waarbij het piek- of STC- vermogen van het paneel bepaald wordt. Een paneel van 100Wp met een rendement van 12% heeft dan een oppervlak van 100/(1000 x 0,12) = 0,83 m2. Een paneel van 120Wp met een rendement van 15% heeft een oppervlak van 120/(1000 x 0,15) = 0,8 m2. Een paneel van 1 m2 met een rendement van 15% heeft een piekvermogen van 150W. Wat is de temperatuurcoëfficiënt van een zonnepaneel. Het rendement van een zonnepaneel is niet constant. Het is afhankelijk van de hoeveelheid opvallende straling EN van de temperatuur van het paneel. Als de temperatuur van het paneel stijgt wordt het rendement lager. De temperatuurcoëfficiënt geeft aan hoe gevoelig het paneel(rendement) reageert op een temperatuurverandering van het paneel. Op het specificatieblad (datasheet) van het paneel vindt je deze waarde terug. Het wordt uitgedrukt in procenten per graad Kelvin. Een gangbare waarde is 0,45%/K. Dat betekent dat het paneelrendement met 0,45% verandert bij een temperatuurverandering van 1 graad. Zonnepanelen kunnen erg heet worden (tot wel 70 graden). Aangezien het paneelrendement bij 25 C bekend is (het STC rendement) kan vrij eenvoudig bepaald worden hoe hoog het rendementsverlies is bij een paneeltemperatuur van bijv. 60 graden. Bij een paneel met een STC-rendement van 15% en een temp.coefficient van 0,45%/K bedraagt het rendementsverlies (60-25) x 0,45 = 15,75%. Indien de instraling 1000W/m2 is en de paneeltemperatuur 60 graden dan bedraagt het werkelijke paneelrendement (1-0,1575) x 15% = 12,6%.

3 Omvormers. Wat kost een omvormer. De prijs van een omvormer is afhankelijk van het maximale uitgangsvermogen. Kleine omvormers zijn relatief duurder dan grote omvormers. Als vuistregel kun je uitgaan van 250/kW voor omvormer groter dan 3kW en 350/kW voor omvormers kleiner dan 3kW. Deze richtprijzen zijn inclusief BTW. Waarom heb ik een omvormer nodig. Stroomconversie. Zonnepanelen leveren gelijkstroom. Het elektriciteitsnet wordt echter gevoed met wisselstroom. De taak van de omvormer is om de gelijkstroom uit de zonnepanelen te transformeren naar een sinusvormige wisselstroom. Tevens wordt de geleverde wisselstroom gesynchroniseerd met de netfrequentie (50 Herz). Dit is allemaal nodig om het door de zonnepanelen geleverde vermogen "op" het net te zetten zodat het verbruikt kan worden. Bij afwezigheid van een netfrequentie (bij uitval of als er een zekering in de meterkast doorslaat) zal de omvormer zichzelf uitschakelen. MPP-tracking. Om zoveel mogelijk elektrisch vermogen aan een zonnepaneel te onttrekken "zoekt" de omvormer voortdurend naar het punt waarbij het product van paneel- stroom en spanning maximaal is. Dat wordt wel het 'Maximum Power Point' (MPP) genoemd. Het MPP verschuift zodra de instraling of de temperatuur van het paneel veranderd. Een omvormer is daarom altijd voorzien van een of meerdere MPP-trackers. Wat is het rendement van een omvormer. In een omvormer treden verliezen op die worden veroorzaakt door de omzetting van gelijkstroom in wisselstroom. Ook de MPP-tracker is altijd 'zoekende' waardoor niet altijd het maximale vermogen uit een paneel gehaald wordt. Al deze elektronische handelingen hebben tot gevolg dat er verliezen ontstaan. Die verliezen bedragen tegenwoordig nog slechts enkele procenten. De optredende verliezen zijn niet altijd gelijk maar afhankelijk van het door de omvormer geleverde vermogen. Het maximum rendement van moderne omvormers ligt tussen de 95% en 99%. Hoeveel zonnepanelen kan ik op een omvormer aansluiten. Op een omvormer kun je 15% meer paneelvermogen aansluiten dan het maximale uitgangsvermogen van de omvormer. Meer panelen aansluiten is soms mogelijk maar hierdoor kan de omvormer in de zomer te heet worden met als gevolg verliezen in de opbrengst. Ook kan hierdoor de levensduur van de omvormer negatief beïnvloed worden. Voorbeeld: De omvormer heeft een maximaal uitgangsvermogen van Watt. Je kunt dan maximaal Wp aan zonnepanelen aansluiten. Indien het gebruikte zonnepaneel een piekvermogen heeft van 250Wp, kun je /250 = 140 panelen aansluiten. Wat is een string. Om meerdere panelen tegelijk aan te sluiten op een omvormer is het mogelijk panelen in serie te schakelen. Dat noemen we een string van zonnepanelen. De omvormer 'ziet' zo'n string als één groot zonnepaneel. Op de wat grotere omvormers kunnen zelfs meerdere stringen worden aangesloten. Heeft een omvormer één MPP tracker dan moeten de stringen een gelijk aantal panelen bevatten. Heeft de omvormer meerdere MPP trackers (bijv. per string 1 MPP tracker) dan hoeven de stringen niet gelijk te zijn. Het voordeel van het string concept is dat er minder kabels nodig zijn. Het nadeel is dat de string net zo goed presteert als het slechtste paneel. Als in de string een panelen beschaduwd of vervuild zijn dan heeft dat gevolgen voor de hele string (lagere opbrengst). Omvormers met 1 MPP tracker en meerdere string aansluitingen. Voor dit type omvormer is het heel belangrijk dat de zonnepanelen in de verschillende stringen gelijke oriëntatie en hellingshoeken hebben. Zo niet, dan zullen de stromen in de verschillende stringen ongelijk zijn waardoor de MPP tracker geen eenduidig MPP kan vinden. De opbrengst van het complete systeem zal daardoor lager uitvallen. Omvormers met meerdere MPP trackers hebben hier geen last van.

4 Waarom is het EU rendement van een omvormer lager dan het maximale rendement. De verliezen in een omvormer zijn afhankelijk van het geleverde uitgangsvermogen. Het maximale rendement is daardoor niet representatief voor het gemiddelde rendement in de praktijk. Het EU rendement is een gewogen gemiddelde van rendementen gerealiseerd bij verschillende vermogens. Dit rendement geeft een realistischer beeld hoe de omvormer gemiddeld in de praktijk presteert. Het EU rendement ligt meestal 1 a 1,5 procent lager dan het maximale rendement. Oprengsten en rendementen. Hoeveel elektriciteit levert een zonnestroom systeem jaarlijks. De opbrengst van een zonnestroom systeem is afhankelijk van 3 zaken. 1. De hoeveelheid straling op de panelen. 2. Het vermogen van de panelen. 3. Verliezen in het pv-systeem (zie Performance Ratio) LET OP: De onderstaande berekening is geldig voor het Nederlandse klimaat. Instraling in het vlak van de zonnepanelen. De jaarlijkse instraling in het vlak van de zonnepanelen wordt uitgedrukt in kwh/m2 (kilowattuur per vierkante meter). In Nederland bedraagt de jaarlijkse instraling op een horizontaal vlak gemiddeld 1020 kwh/m2. In het westen van Nederland is de instraling enkele procenten hoger, in het oosten iets lager. De instraling op niet-horizontale vlakken is afhankelijk van de oriëntatie en de hellingshoek van het vlak. Met behulp van de onderstaande tabel kan de horizontale straling worden omgerekend naar een schuin vlak. De tabel bevat gemiddelde instralingcoëfficiënten op jaarbasis voor Nederland. orientatie tov zuid hellingshoek graden 1,08 1,02 0,97 0,91 0,87 30 graden 1,11 1,02 0,92 0,81 0,73 45 graden 1,09 0,97 0,85 0,71 0,59 LET OP: Door obstructies (omringende bebouwing en bomen) zal de instraling op de panelen verminderen. voorbeeld 1. Horizontale instraling op jaarbasis bedraagt 1000 kwh/m2. Obstructieverliezen 3%. Een vlak op het oosten (of westen) met een helling van 45 graden ontvangt dan de horizontale instraling vermenigvuldigd met de instralingfactor minus 3%. De uitkomst is 1000 x (0,85-0,03) = 820 kwh/m2. voorbeeld 2. Horizontale instraling op jaarbasis bedraagt 1000 kwh/m2. Obstructieverliezen 3%. Een vlak op het zuiden met een helling van 30 graden ontvangt dan de horizontale instraling vermenigvuldigd met de instralingfactor minus 3%. De uitkomst is 1000 x (1,11-0,03) = 1080 kwh/m2. voorbeeld 3. In 2007 ontving het noordwesten van Nederland 1060 kwh/m2 aan horizontale instraling.

5 Een ONBESCHADUWD vlak op het zuiden met een helling van 30 graden ontvangt dan 1060 kwh/m2 vermenigvuldigd met de instralingfactor. De uitkomst is 1060 x 1,11 = 1177 kwh/m2. De opbrengst van een pv-systeem (in kwh) kan berekend worden met de onderstaande formule: Opbrengst (kwh) = Instraling op het paneelvlak(kwh/m2) x PV-vermogen (kwp) x Performance Ratio Performance Ratio (PR) van pv-systemen. De PR is een maat voor de verliezen in het pv-systeem. Deze verliezen komen tot uitdrukking in de term (1-PR). De Performance Ratio is gedefinieerd als de opbrengst in kwh/kwp gedeeld door de instraling in kwh/m2. De Performance Ratio van een pv-systeem is afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte componenten. Bij gebruik van hoogwaardige componenten kan de PR (op jaarbasis) in Nederland oplopen tot 0,88 met kristallijnen panelen en tot 0,93 bij amorf silicium panelen. De verliezen (1-PR) bestaan grofweg uit: - instralingsverliezen 3% tot 7% - temperatuurverliezen 1% tot 3% - omvormer- en kabelverliezen 3% tot 10% Vervolg voorbeeld 1. PV vermogen is 1000Wp. Jaarlijkse opbrengst = 820 kwh/m2 x 1 kwp x 0,85 = 697 kwh per jaar. Vervolg voorbeeld 2. PV vermogen is 1000Wp. Jaarlijkse opbrengst = 1080 kwh/m2 x 1 kwp x 0,85 = 918 kwh per jaar. Vervolg voorbeeld 3. PV vermogen is 500Wp. Jaarlijkse opbrengst = 1177 kwh/m2 x 0,5 kwp x 0,85 = 500 kwh per jaar. Wat is de beste plek voor zonnepanelen. Zonnepanelen zetten straling (daglicht, zonlicht) om in elektriciteit. Het is dus zaak dat het zonnepaneel zoveel mogelijk straling ontvangt. Voor Nederland is dat een zonnepaneel dat gericht is op het zuiden met een hellingshoek van 30 graden EN vrij zicht op de hemelkoepel en de horizon. Obstructieverliezen. Wanneer de hemelkoepel deels wordt afgeschermd door obstakels (gezien vanuit het paneel) zal de ontvangen straling afnemen. Feitelijk ALLES wat boven de horizon uitsteekt EN 'gezien' wordt door het paneel verminderd de productie. Plaats de zonnepanelen dus bij voorkeur niet onder of naast een dakuitbouw maar altijd erboven. Probeer de panelen zo ver mogelijk weg te houden van schoorstenen en afvoerpijpjes. De verliezen door obstructies variëren van enkele procenten bij weinig obstructies tot wel 20% bij veel obstructies (bomen, dakuitbouw, naburige bebouwing). Wie op een plat dak 2 of meer rijen panelen achter elkaar zet moet zorgen dat de achtergelegen rij panelen de voorliggende rij zo min mogelijk 'ziet'. Bij een onderlinge afstand tussen de rijen van 4 a 5x de hoogte van de voorliggende rij hebben de panelen geen 'last' meer van elkaar. In de praktijk plaatst men de rijen vaak op een onderlinge afstand van 2x de hoogte in verband met het beschikbare dakoppervlak. Overweeg in zo'n geval om de panelen onder een kleinere hellingshoek te monteren (20 graden ipv 30 graden). Op deze wijze wordt het platte dak veel beter benut. Oriëntatieverliezen. Een dak dat vrij zicht heeft op het oosten of westen levert 10% tot 25% minder energie dan een 'vrij' dak op het zuiden. Een dak met een oriëntatie tussen zuidoost en zuidwest benadert al redelijk de ideale situatie. Bij deze oriëntatie ligt de ideale helling tussen de 20 en 40 graden. Een dak op het oosten of westen moet daarentegen een kleinere helling hebben (10 a 20 graden). Een plat dak heeft als voordeel dat de panelen kunnen worden 'weggedraaid' van al te grote obstakels om zo een beter zicht te hebben op de hemelkoepel. Bij een plat dak is een zuidelijke oriëntatie dus niet altijd de beste oplossing. Hoeveel duurder (of goedkoper) is zonnestroom nou eigenlijk. De kostprijs van zonnestroom voor particulieren is op dit moment VEEL LAGER dan stroom van een 'energieleverancier'. Dat komt omdat de prijzen van zonnepanelen de laatste jaren flink zijn gedaald maar ook omdat u een 'vergoeding' krijgt voor uw zonnestroom die gelijk is aan de prijs van de stroom van uw energieleverancier (mist u een aansluiting heeft met een doorlaatwaarde < 3x80A). Een compleet zonnestroomsysteem kost u 1,00,-/Wp (dit is excl BTW, EN onderhoudskosten) en gaat zeker 20 jaar