OliNo

Duurzame Energie

Het instralingsdiagram

Geplaatst door Marcel van der Steen in Uitleg, Zonne-energie Geef een reactie

Leer hier over het instralingsdiagram, een diagram wat je uitlegt wat de meest energie-efficiente orientatiepositie is voor je zonnepanelen.

Plaatje van het instralingsdiagram

Wat is het?

Het is een diagram in de vorm van een cirkel, en ik ga het nu voortaan cirkel noemen. Ieder punt in de cirkel stelt een orientatie van een zonnepaneel voor. Er staan verder lijnen op de cirkel, en de 100 % lijn geeft die orientatie aan waarbij het zonnepaneel maximale energie zal halen uit de zon.

Plaatje van het instralingsdiagram

Uitleg over de posities in de cirkel

Als je je paneel nu plat op de grond zou leggen, en dus het paneel recht naar boven in de hemel kijkt, dan zou deze ligging overeenkomen met het middelpunt van de cirkel.

Als je het paneel nu rechtop zou zetten, en dan richting Zuid, dan komt dit overeen met de onderkant van de cirkel, bij de letter ‘Z’. Dit rechtop zetten komt overeen met een posistie van 90 graden.

Als je nu je rechtop staande paneel dat richting Zuid stond, langzaam plat zou leggen, dan loop je op de cirkel een weg van de rand van de cirkel bij de letter ‘Z’ naar het midden van de cirkel.

De normering van de hoeveelheid energie

Je ziet verder nog lijnen in de cirkel. De lijn die 100 % aangeeft geeft een setje van orientaties aan die het meeste energie zullen halen uit de zon. Als je dit correct afleest, dan is dat onder een hoek van 36 graden op het Zuiden.

Je ziet ook dat kleine afwijkingen van deze ideale positie niet zo erg is; een orientatie op het Westen onder dezelfde hoek van 36 graden levert nog altijd 80% van het maximum op.

De hoogste gemiddelde jaarlijkse zoninstraling wordt gehaald onder een hoek van 36 graden op het zuiden (plat vlak is 0 graden). Dit is genormeerd op 100 % en komt overeen met 1100 Wh/m².

28 Reacties to “Het instralingsdiagram”

  1. Ward Says:

    ik heb een bouwproject op school, Zou iemand mij de juiste gegevens en kostprijs van 1 vierkante m. zonnepaneel
    willen doorsturen naar dit adres..??

    wardpanneels met appestaart bij hotmail.com..??

    alvast bedankt!

    vriendelijke groeten..

  2. Jeroen8 Says:

    Hoi Ward,

    Prijzen over zonnepanelen kun je vinden op de Zonnestroom panelen Nederland website van Floris Wouterlood.

    Verder ben ik zo vrij geweest om je email adres om te zetten in wat meer cryptische omschrijving zodat je email adres niet ten prooi valt aan automatische spam bots.

  3. Ward Says:

    bedankt,

    Jeroen,nog eens bedankt voor de reactie op mijn bericht en de omzetting van men e-mailadres..

    ik en mijn punten voor dit project zijn u dankbaar..

  4. jk Says:

    Wat is precies de beperkende factor doordat je (bijvoorbeeld) het PV-paneel niet precies op 36 graden opstelt, en het ook niet laat meedraaien met de zon?

    Is de beperkende factor van technische/materiaalkundige/constructieve aard?

    Heeft het iets te maken met reflectie van licht door het om praktische redenen noodzakelijk aanwezige uitwendige beschermvlak?

    Of is er een andere reden?

    In verlengde hiervan de vraag hoe men hinderlijke reflecties vanaf zonnepanelen kan voorkomen?

  5. mvdsteen Says:

    Een van onze trouwe lezers heeft me een aantal vragen per mail gesteld, die me wel interssant leken om hier te herhalen en alvast mijn antwoorden erbij te zetten:
    M.i. ben je bij je interessante grafiek vergeten te vermelden dat deze geldt op onze noorderbreedte
    Och vergeten, het artikel is in het Nederlands en in België en Nederland is het wel geldig (niet in Suriname of in de Nederlandse Antillen).

    En hoe normeer je de opbrengst op 100%, met name bij door het jaar heen varierende zonnestand?
    Stel je neemt een orientatie, bijvoorbeel ZZO op 30 graden. Daarna neemt men de positie op deze aarbol (onze noorderbreedte) en gaat dan berekenen wat men voor zon-instralings-energie met deze orientatie krijgt, over het gehele jaar heen (met alle variaties in zonnestandhoogte, uren per dag).
    Als je dit doet voor alle mogelijke orientaties, en je stelt het gevonden maximum gelijk aan 100 %, dan kun je alle andere posities hieraan relateren dmv een percentage.

    Ik denk dat men dan uitgaat van geen bewolking, omdat men ervan uitgaat dat het effect dan voor iedere positie hetzelfde is. Dit is misschien wel correct voor allerlei posities die in de range O – Z – W liggen. Echter ik denk niet dat het correct is voor de N positie. Het verschil tussen de Z en N positie wordt veel kleiner wanneer er bewolking is (homogene lichtverdeling) wat dus een impact zal hebben op het jaarverschil in % in de N en Z positie (minder verschil).
    Ik kan me wel voorstellen dat men niet de bewolking meeneemt, dat is namelijk
    nogal plaatsafhankelijk (er zijn nu eenmaal meer zonne-uren in kustgebieden
    dan in het binnenland).

    Wat is precies de beperkende factor doordat je (bijvoorbeeld) het PV-paneel niet precies op 36 graden opstelt, en het ook niet laat meedraaien met de zon?
    Het hangt van de hellingshoek van je dak af. Wanneer je een schuin dak hebt, dan ben je gebonden aan deze hellingshoek, daar de gangbare montagehaken niet in die vormen aanwezig zijn dat je zelf een correctie/variatie op deze in het dak aanwezige hellingshoek kunt aanbrengen.
    Voor een plat dak wordt er soms een console meegeleverd die al een bepaalde hoek heeft. Dat hoeft niet altijd precies 36 graden te zijn, maar wel een waarde gunstig is en dicht in deze buurt komt.

    Is de beperkende factor van technische/materiaalkundige/constructieve aard? – Heeft het iets te maken met reflectie van licht door het om praktische redenen noodzakelijk anwezige uitwendige beschermvlak?
    Bedoel je met deze vraag dat het binnenkomende licht van de zon wellicht niet door de beschermende glasplaat heengaat? Normaliter, van lage brekingsindex kun je met iedere invallende hoek naar een materiaal met hogere brekingsindex (overgang lucht –> glas). Er zal heus wel reflectie optreden, ik weet niet hoeveel deze is en of deze significant afhangt van de hoek van inval.

    In het verlengde hiervan de vraag hoe men hinderlijke reflecties vanaf zonnepanelen kan voorkomen?
    Dat weet ik niet. Ik zou zelf niet snel iets van een aparte ontspiegelende laag aanbrengen, bang dat ik rendement erlies agv absorptie. Misschien dat een andere oplettende leze hierop terug kan komen?

    Ben je beroepshalve of qua studie bezig met deze materie?
    Studie en lol. Verder is het zo dat ik van mening ben dat er nog veel gebeuren moet om onze wereld energievoorziening duurzaam te krijgen. Het debat gaat mij veel te vaak alleen over geld en estetiek en af en toe ook over dierenleed. Ik vraag me echter af of we wel een keuze hebben. Ik denk dat als we doorgaan met kolen, gas, en olie en de bijbehorende centrales, dat we geen toekomst meer overhouden voor onze (klein)kinderen. Dan zijn we vooral bezig geweest voor korte termijn gewin, of men heeft het niet willen zien en maar allerlei levensvatbare duurzame opties tegengehouden en vertraagd omdat er altijd wel iets te klagen valt. Ik zou, wanneer ik dergelijk obstructief gedrag tegen bijvoorbeeld windmolens zou uiten, het niet tegenover de jeugd van tegenwoordig en van morgen kunnen uitleggen dat ik eraan heb bijgedragen hun toekomst te verknallen. Vandaar dat ik graag meedoe en zoek en werk om duurzaam en energiebesparing aan de man te brengen.

  6. louis Says:

    zijn deze gegevens ook verwerkt in een excel-filetje?

  7. Jeroen van Agt Says:

    Nog niet :)

    Als je interesse hebt om hiervan een mooie tabel te maken in Excel dan houden we ons altijd aanbevolen om deze te publiceren om deze OliNo site.

  8. louis Says:

    mmmm ok… wel interesse geen tijd helaas :-(

  9. polderjongen Says:

    Beste Marcel

    Als je van die “circel” het meer gebruikelijke “cirkel” maakt, ben ik weer helemaal blij… ;-)

  10. mvdsteen Says:

    Het woord circel stond er wel heel vaak verkeerd in, vandaar dat ik het maar heb aangepast.

  11. Mattias Says:

    Als aanvulling bij het instralingsdiagram kan ook ‘de tabel van Hespul’ interessant zijn.

  12. J.Muis Says:

    Als ik het zo bekijk klopt het dan dat als ik een zonnepaneel op een platdak leg van een dakkapel en de zon hier zonder schaduw op kan schijnen. de opbrengst dan toch nog 90% is?

  13. Marcel van der Steen Says:

    Beste J. Muis,
    Klopt, ergens tussen de 80 en 90 % geeft het diagram aan.

  14. Remco Says:

    Interessant artikel! Maar ik heb eens zitten rekenen wat ik op mijn garagedak (3x7m) kwijt zou kunnen. Deze staat redelijk richting het zuiden. Dan kan ik toch effectief veel beter de panelen plat leggen ipv in een hoek van 36 graden? Dan kan ik immers veel meer kwijt. Ik heb geen last van schaduwval van de panelen onderling en ik kan veel dichter bij de randen blijven. (Vergunningsvrij is: afstand vanaf dakrand = min. hoogte. panelen) Factor 0.8 * 3 rijen panelen is meer opbrengste dan 0.95 * 2 (krap) 2 rijen.

    Of mis ik iets in mijn logica?

  15. Dick Kleijer Says:

    Hallo Remco,

    Je berekening klopt.
    Bij het plat leggen kom je met je rendement zelfs op 0,85.
    Dus wil je veel vermogen op je dak, dan is dat de oplossing.

    Wel zal je meer last hebben van vervuiling op de panelen.
    Zoals vogelpoep of boomblad die er niet makkelijk vanaf spoelt / valt.
    De afdekking van één cel (b.v. door boomblad) kan het vermogen van het hele systeem aanzienlijk verlagen.

    En in de winter zal een laagje sneeuw er ook langer opblijven liggen, resulterend in nul vermogen.

  16. K. van Broekhoven Says:

    Marcel, je diagram is erg nuttig voor stilstaande panelen.
    Ik ben bezig met een project waarin het paneel meebeweegt met de zon. Dat gebeurt met één draaias, die loodrecht staat op het vlak van de baan van de zon op een dag. Die as is dus naar het zuiden gericht.

    Helaas is dat vlak niet constant door de scheve stand van de aarde tov de draaiing om de zon, oftewel de seizoenen. In december is dat vlak veel horizontaler dan in juni. Er is ongetwijfeld een optimale stand, waarbij de totale hoeveelheid ingevangen zonlicht over een jaar maximaal is.
    De vraag is: maakt die optimale stand van de draaias nou ook een hoek van 36 graden met de horizontaal, zoals een stilstaand paneel, of gelden daar andere regels voor?

  17. mvdsteen Says:

    Beste meneer (of mevrouw?) van Broekhoven. Je komt met een mooie vraag. Ik zou het zelf niet weten, echter het lijkt me wel uit te rekenen dmv een tabel met Excel te gebruiken.
    Doordat je de zon volgt heb je dus alleen maar met 1 hoek te maken, die verband heeft met de zonhoogte en niet meer met de oost/west stand. De volgende parameters lijken mij invloed te hebben op de opbrengst:
    1) de hoek tussen de lijn loodrecht op het vlak van je paneel en de lijn tussen de gemiddelde zonhoogte en je paneel (dit bijvoorbeeld per maand uitgerekend). Neem hiervan de cosinus
    2) het gemiddeld aantal uren per maand zon, dus per maand met die gemiddelde hoek
    3) eventueel een verzwakkingsfactor van de zonnekracht als die de aarde raakt afhankelijk van de gemiddelde zonnestand. Het lijkt me dat de zon bij een gemiddeld lagere zonnestand door meer dampkring gaande, wat meer aan kracht verliest en dat zou dan middels een factor verdisconteerd moeten worden. Als dat lineair is met de dikte van de dampkring waardoorheen deze zonnestralen moeten, dan is die factor: 1/cos(zonnehoogte).
    De vermenigvuldiging van 1, 2 en 3 en de som van de 12 maandresultaten levert een totaal op waarbij je als variabele de hoek hebt tussen paneelstand en zonnestand. Kies dan je hoek van je paneelstand zodanig dat de som maximaal is.

    Het kan zijn dat dit niet compleet is, het is maar een eerste aanzet. Ik zou willen vragen of er iemand is die het eventueel uit zou willen werken, dan wil ik het graag onder die persoon’s naam plaatsen.

  18. Dick Kleijer Says:

    @ K. van Broekhoven,

    De as moet een hoek met het horizontale vlak maken van:
    90 graden min noorderbreedte.
    Dus voor Nederland 90-52 = 38 graden.
    Met andere woorden, de as staat altijd precies naar de poolster gericht.
    Om de zon precies te kunnen volgen moet de hoek tussen de panelen en de as (handmatig) instelbaar zijn.
    In de lente en herfst leg je de panelen vlak op de as.
    In de winter moeten de panelen iets naar beneden gekanteld worden (23,5 graden op 21 december).
    In de zomer moeten de panelen iets omhoog gekantelt worden (23,5 graden op 21 juni).
    Zo kun je met één enkele (automatische)as, de zon precies volgen.

    Maar het precies richten op de zon hoeft niet het hoogste vermogen te geven.
    Zo’n 20 % van je vermogen komt bij onbewolkt weer van diffuus licht.
    Bij bewolkt weer komt 100 % van je vermogen van diffuus licht.
    Het meeste diffuse licht vang je op als de panelen recht omhoog “kijken”.
    Hierdoor vang je bij onbewolkt weer, het meeste vermogen als de panelen iets “boven” de zon staan gericht.

    Stuur de as aan door middel van lichtgevoelige cellen op de as, die het helderste punt aan de hemel zoeken, dus niet een vastgestelde draaihoek als functie van tijdstip.
    Hierdoor krijg je een hogere opbrengst bij bewolkt weer, omdat de panelen dan de hele dag op een vaste stand zoveel mogelijk omhoog “kijken”

    Succes met het project.
    Wellicht lezen we het resultaat nog eens op deze website….

  19. Dick kleijer Says:

    Kleine correctie op het voorgaande verhaal van mij,
    De as moet een hoek met het horizontale vlak maken van 52 graden, dus gelijk aan je noorderbreedte (en dus niet 38 graden).

  20. D Klopstra Says:

    Het instralingsdiagram gaat er vanuit dat er geen bewolking is. In werkelijkheid is die er natuurlijk wel. Als je daarmee rekening houdt is, met uitzondering van de kust, een orientatie op ZZO waarschijnlijk te prefereren boven ZZW. Reden daarvoor is dat in de zomerperiode vanaf een uur of 11 in het binnenland stapelwolken kunnen ontstaan en de bewolkingsgraad dus nog voordat de zon het zuiden heeft bereikt toeneemt. De vraag is natuurlijk of het een significant verschil is: stapelwolken komen in het binnenland een deel van de tijd voor in de periode maart-oktober, maar dat is dan wel ook de periode met de sterkste zonnekracht. Direct aan de kust is het weer anders: door de afwezigheid van termiek komen stapelwolken daar niet voor. Het aantal zonneuren aan de kust ligt daardoor ca 150 uren (10%) hoger dan in het binnenland. Conclusie: in het binnenland is een orientatie op ZZO waarschijnlijk optimaal, maar de meeropbrengst tov de optimale orientatie volgens het instralingsdiagram zal hoogstens 10 procent bedragen.

  21. Mattias Says:

    Ter info. Ik had eerder verwezen naar “de tabel van Hespul”. Zelf had ik deze opnieuw nodig, maar kon deze niet onmiddellijk terugvinden. Na wat zoekwerk kwam ik op http://www.zenrenewables.nl/zakelijk/fotovoltaische-zonne-energie/technologie/installatie/ met een pdf-versie van de tabel van Hespul.

  22. Wim Says:

    Misschien een domme vraag.
    Maar in de zomer komt de zon bijna in het noordoosten op, en gaat in het noordwesten weer onder.
    Hoeveel zou een zonnepaneel meer opleveren als hij gewoon continu naar de zon kijkt in vergelijking met een de kosten van zo’n systeem.

  23. jean-paul Says:

    Als je naar solading gaat is er een excell tabel die houd rekening met type paneel , orientatie , hoek en kabel diameter en lengte je kunt hem onafhankelijk gebruiken , voor meerdere merken panelen….

  24. Rik Says:

    dag allemaal,
    Ik hoop dat iemand mij een beetje kan helpen, ik begrijp het diagram al redelijk goed, alleen heb ik nog 1 vraag hoe komt het dat de witte lijnen vlakker en vlakker worden het is namelijk een vraag voor een examen van duurzame energie. . .

  25. Sander Says:

    Het zijn concentrische cirkels geprojecteerd op een bol. Als het perspectief vanaf de zon zou zijn, dan blijven het cirkels.

  26. Theo Says:

    Ik wil thermische panelen (zooneboiler) plaatsen. Dan is het van belang zoveel mogelijk de zonnestraling te vangen en niet het -meer uren- daglicht. Hoe met de diagram te rekenen?

  27. mvdsteen Says:

    Hoi Theo, mij lijkt dat dit zonne-instralingsdiagram het (genormaliseerde) verband aangeeft tussen orientatie en jaarlijkse energie-opbrengst. Dus zie dan de plaatsen in deze circel als energie-opbrengst, waarbij Z met 37 graden hoek het maximum voorstelt. Zet je ze recht naar boven toe (plat) dan heb je nog altijd 85 % van deze maximale waarde. Dit gaat er natuurlijk vanuit dat er geen last is van schaduw oid.

  28. J.Jansen Says:

    Het Uccle en Hespul diagram geeft keurige waarden voor de zonne instraling.
    Mijn stelling is dat, als je rekening houdt met bewolking, het Oosten een betere oriëntatie is omdat er over het algemeen ‘s morgens minder wolken zijn.
    Graag commentaar.

Geef een reactie

 

WP Theme & Icons by N.Design Studio
Gebruiksvoorschriften | Privacybeleid Adverteren Entries RSS Comments RSS Log in