Zonne-energie

Mijn zonne-energie systeem.

Systeem 1:

Eind november 2008 heb ik een eerste set zonnepanelen op mijn huis geplaatst.
Dit systeem heeft een vermogen van 3500 Watt piek.
De stroom wordt opgewekt door 20 panelen van 175 Watt piek van het merk Trina Solar.
De technische gegevens van deze panelen vind je hier .
De installatie heb ik zelf aangelegd.
Voor dit systeem is een SDE subsidie verleend (SDE = Stimulering Duurzame Energieproductie), waardoor ik gedurende 15 jaar elke maand een subsidie bedrag krijg.

De rails voor de zonnepanelen zijn op het dak gemonteerd.

Alle panelen zijn geplaatst.
De oriëntatie van het dak is:
Richting: zuid - zuidoost (154º)
Dakhelling: 40º

De panelen hebben geen last van schaduw van gebouwen of bomen.
Dit is erg belangrijk, een beetje schaduw op één paneel kan het vermogen van het hele systeem aanzienlijk verlagen

De bovenste rij van 10 panelen staan met elkaar in serie geschakeld.
De onderste rij van 10 panelen staan ook in serie geschakeld.
Aan het uiteinde van elke rij gaat een stroomkabel door het dak naar binnen.

De omvormer.
De twee rijen panelen worden aangesloten op de omvormer, welke de opgewekte energie aan het lichtnet levert.
De twee rijen panelen leveren elk ongeveer 360 Volt.

Het display van de omvormer.
Op deze foto is te zien dat er op dat moment 2006 Watt aan het lichtnet wordt geleverd.
Ook kan het display de opgewekte hoeveelheid energie (aantal kWh) weergeven.
Deze foto is genomen op een zonnige dag in december rond 11.30 uur, de zon staat vrij laag (< 15º boven de horizon).
Bij bewolking wordt er overdag ongeveer 20 tot 200 Watt geleverd in de winter, tot meer dan 1000 Watt in de zomer.

Sinds de bouw in 1966, draagt mijn huis al de naam "Zonnehoek".
Na het plaatsen van de zonnepanelen is dat nu wel een extra toepasselijke naam.

Het systeem is in gebruik genomen op 1 december 2008.
De opbrengst van dit zonne-energie systeem is te vinden op de website: zonnestroomopbrengst.eu

Op dit dakvlak is later ook nog een zonnecollector voor warm water geplaatst, en daarmee is dit dakvlak nu volledig benut voor zonne-energie.

Aansluiting op het net.

Systeem 1 kan maximaal 3000 watt leveren.
Later heb ik nog een tweede systeem geplaatst die ook maximaal 3000 watt kan leveren.
3000 Watt is bij 230 volt netspanning een stroom van maximaal ongeveer 13 ampère.
Beide systemen hebben een zekeringautomaat van 16 ampère.
De maximale stroom die aan het net geleverd kan worden is (2x13=) 26 ampère.
Mijn huis heeft een netaansluiting van 1x35 Ampère, dus daar blijf ik ruim onder.
De hoofdzekering wordt niet zwaarder belast dan 75 % van zijn maximale stroom.

De beide groepen van de omvormers zitten op één aardlekschakelaar aangesloten.
In eerste instantie was dat een 30 mA aardlekschakelaar, maar die schakelde regelmatig uit, vooral bij vochtig weer.
Dit is een vaker voorkomend verschijnsel bij het gebruik van zonnepanelen.
Die aardlekstroom is niet per se het gevolg van een defect in de installatie, maar kan komen door capacitieve koppeling (condensator werking) tussen de panelen en aarde.
Des te meer panelen je hebt, des te groter zal deze aardlekstroom zijn.
Eerst heb ik de installatie nagekeken op mogelijke fouten, zo moeten alle (MC4) stekkers op een droge plek geplaatst zijn, die zijn namelijk niet 100% waterdicht zoals velen denken.
Die verbindingen moeten dan ook niet onbeschermd in de regen hangen, en al helemaal niet zomaar op een plat dak liggen, waar ze in een plasje water kunnen komen.
Ik heb de aardlekschakelaar verzwaard naar 100 mA, en daarmee is het probleem opgelost.
Alleen de aansluiting van de twee omvormers zitten achter deze 100 mA aardlekschakelaar.
Het is niet toegestaan om stopcontacten voor algemeen gebruik achter een aardlekschakelaar van meer dan 30 mA te plaatsen.

Systeem 2:

Bij dit tweede systeem heb ik drie setjes panelen in verschillende richtingen geplaatst, dit om de opwek van elektriciteit beter over de dag de verspreiden, zodat ik zoveel mogelijk de hele dag voldoende zonnestroom heb.
Ook wilde ik dat er op bewolkte dagen nog zo veel mogelijk stroom wordt opgewekt.
Dit doe ik door:
a - Veel paneelvermogen op de omvormer aan te sluiten, veel meer dan het maximale vermogen van de omvormer.
De omvormer begrenst op een zonnig moment de hoeveelheid stroom die aan het net wordt geleverd, dit om overbelasting van de hoofdzekering te voorkomen.
De prijs van panelen is zo laag geworden, dat dit een goede optie is geworden.
b - Een deel van de panelen onder een kleine hellinghoek van 12º te plaatsen, bij bewolkt weer leveren panelen het meeste vermogen als ze (bijna) horizontaal liggen.
c- Panelen te gebruiken die ook goed presteren bij lage hoeveelheid licht.

(Dit tweede systeem is dus niet ontworpen met de gedachte om op jaarbasis zoveel mogelijk kWh uit de panelen te halen, als je dat wil moet je ze richting het zuiden plaatsen, en een omvormer nemen die alle opgewekte vermogen aankan).

De omvormer:
Als omvormer gebruik ik model: "Sunny boy 3.0 1AV-41" van het merk SMA.
Datasheet van deze omvormer: SB30-60-DS-en-41.pdf
Het maximale uitgangsvermogen van deze omvormer is 3000 watt.
Je kunt er echter veel meer paneelvermogen op aansluiten, tot 5500 Wp (Watt peak) volgens de datasheet.
Bij mij is er nog iets meer paneelvermogen aangesloten, namelijk 5820 Wp.
Maar 1700 Wp daarvan ligt op het noordelijke dakvlak, en dat levert maximaal maar zo'n 800 watt, en dan ook nog eens op een tijdstip dat andere panelen van het systeem al weer in de schaduw van het huis zijn gekomen.
Om die reden durfde ik het wel aan om iets meer vermogen aan panelen aan te sluiten op de omvormer.

Sunny boy 3.0 omvormer van SMA.

Als je gebruik maakt van zonnepanelen met optimizers en een deel van je panelen ligt in de schaduw, dan kan er een situatie ontstaan dat de panelen meerdere MPP's (maximum power points) hebben bij verschillende spanningen.
Deze Sunny Boy omvormer gaat regelmatig na of er een MPP is met een hoger vermogen, en gaat die dan gebruiken.
Andere omvormers doen dat vaak niet, en blijven de hele dag hangen op de zelfde MPP die mogelijk niet de meest optimale is.

De omvormer heeft twee MPPT ingangen welke maximaal 15 ampère kunnen verwerken.

De omvormer heeft via Wifi verbinding met mijn modem, waardoor via een pc de omvormer is in te stellen en uit te lezen.

Op de omvormer zijn aangesloten:

1700 Wp aan panelen op het dak van het huis richting noord - noordwest (334°)
Helling: 40°

1700 Wp op het noord - noordwestelijke dakvlak.

Het is me gebleken dat als het bewolkt weer is, de panelen richting het noorden (relatief gezien) ongeveer net zoveel energie leveren als de panelen op het zuiden.
In de zomer komt de zon hoger dan 40°, dat wil zeggen dat het directe zonlicht dan een groot deel van de dag over de dakrand ook op deze panelen schijnt, al valt het zonlicht er dan wel erg schuin op.
In de zomer na 17 uur komen deze panelen pas goed in de zon te liggen, en leveren ze bij onbewolkte hemel in de avond volop stroom, (maximaal ongeveer 800 watt) als het vermogen van de panelen aan de andere kant van het huis al flink afneemt, omdat die dan in de schaduw komen.
In de wintermaanden komt er echter helemaal geen direct zonlicht op deze panelen, en dan dragen ze maar weinig bij aan de energie opwek.
Het vermogen per paneel is 170 Wp (35,0 Volt en 4,86 Ampere bij maximaal vermogen).
De panelen hebben elk 72 cellen, ik schakel 5 panelen in serie, dus dat zijn 360 cellen in serie.
Die andere 5 schakel ik daaraan parallel, en dit is aangesloten op MPPT ingang 1 van de omvormer.

Vervolgens zijn aangesloten op de omvormer: 1980 Wp op het schuurdak.
Richting: zuid - zuidoost (154º).
Helling: 12º.
Het zijn 6 panelen van 330 Wp.
Deze panelen hebben 60 cellen, met 6 panelen in serie zijn dat 360 cellen in serie.
Deze panelen heb ik ook op MPPT ingang 1 van de omvormer aangesloten, dus gewoon parallel aan de hierboven genoemde panelen.
In alle gevallen zijn het 360 cellen in serie, en zal het ongeveer dezelfde spanning zijn, dit werkt prima bij mij zonder optimizers.

1980 Wp op het schuurdak, het gaat om de 6 panelen binnen de groene lijn.

De panelen hebben halve cellen, die hebben als voordeel dat ze beter werken als het paneel gedeeltelijk in de schaduw komt.
De 60 halve cellen in de ene helft van het paneel staan parallel aan de 60 halve cellen in de andere helft van het paneel.
Zoals te zien is op deze foto liggen de panelen hier nog net alle 6 volledig in de zon, maar de schaduw van het huis komt er al aan.

Een derde set panelen welke is aangesloten op de omvormer van systeem 2 ligt ook op het platte dak van de schuur.
Richting: west - zuidwest (244°).
Helling: 12º.
Het zijn 6 panelen van 275 Wp en 2 panelen van 245 Wp. (totaal 2140 Wp).
Die twee panelen van 245 Wp had ik over van een ander project, vandaar ineens een afwijkend formaat paneel.
Deze panelen staan in serie geschakeld, al deze panelen hebben een optimizer van het merk Tigo, model TS4-R-O (datasheet_Tigo_TS4-R.pdf).
De optimizers zijn hier nodig omdat de 245Wp panelen ongeveer 5 ampère kunnen leveren, en de 275 Wp panelen ongeveer 8 ampère.
Om dat verschil op te heffen zou ik kunnen volstaan met alleen een optimizer op de 245 Wp panelen.
Maar ik heb ze allemaal een optimizer gegeven zodat deze set optimaal energie blijft leveren als de schaduw van het huis 's middags over deze panelen trekt.
Aan het einde van de middag komen de panelen weer uit de schaduw van mijn huis.
En dat is precies op het juiste moment, want tijdens de bereiding van het avondeten wordt er nog wel eens veel stroom gebruikt, dit setje helpt dan mooi mee om in die behoefte te voorzien.
De panelen liggen op dat moment ook richting de zon

De montagesteunen heb ik zelf in elkaar geknutseld van aluminium solar profiel.
De hellingshoek is erg klein gehouden, namelijk 12 graden.
Bij een kleine hellingshoek vangen de panelen minder wind en kun je volstaan met minder ballast.
En je kunt de panelen dichter op elkaar plaatsen zonder dat ze in elkaars schaduw komen, je kan dus meer panelen kwijt op de beschikbare ruimte.
En een kleine hellingshoek geeft een iets betere energieopbrengst tijdens bewolkt weer.

Tijdens zonnig weer, als de zon laag staat (b.v. in de winter) werkt een lage hellingshoek weer in het nadeel, in die situatie werkt een grotere hellingshoek gericht op het zuiden weer beter.
Een ander nadeel van een kleine hellingshoek is dat vuil niet zo makkelijk van de panelen spoelt tijdens een regenbui.

Opbrengst van systeem 2 op een zonnige 31e juli.
Zoals gezegd is dit 5820 Wp aan panelen, aangesloten op een omvormer van 3000 Watt.
Er is te zien dat de omvormer het maximale vermogen begrenst op 3000 Watt, waardoor ik mijn netaansluiting (samen met systeem 1) niet te hoog belast.
Rond 17:30 uur, 18:30 uur en 19:00 zie je ineens een soort piekje in de curve, dat heeft te maken met de panelen met optimizer die één voor één in de schaduw komen van het huis van de buren, en de omvormer die in die situatie steeds naar het meest optimale MPP zoekt.
Na 19:30 uur zijn het vooral de panelen op het noord - noordwestelijke dakvlak van het huis die nog energie opwekken, alle andere liggen dan al in de schaduw.

Opbrengst van systeem 2 op een zonnige dag in november.

Opbrengst in kWh per maand van de systemen 1 en 2.

In de winter levert systeem 1 de meeste energie per maand, omdat die panelen met het grote hellingshoek op het zuiden zijn gericht.
Ondanks dat systeem 2 veel meer paneelvermogen heeft.
Op momenten dat het bewolkt is, kan systeem 2 ook in de winter meer vermogen leveren dan systeem 1.
Maar als het onbewolkt is in de winter, heeft systeem 1 een veel grotere opbrengst, die het voordeel van systeem 2 bij bewolkt weer ruim overtreft.

<<<< Index