OliNo

Duurzame Energie

PV-Monitoring met jSunnyReports

Geplaatst door Martin Kleinman in Zonne-energie Geef een reactie

onder_verwachtingEigenlijk is het vreemd, er worden vaak enkele duizenden euro’s uitgegeven aan een set zonnepanelen, dan ligt de set eenmaal te werken, maar hoe weten we dan dat de set het goed doet en goed blijft doen? Meten = weten. In dit artikel ga ik dieper in op het monitoren van een PV installatie met de tool jSunnyReports en welke mogelijke problemen ermee gedetecteerd kunnen worden.

Meten = weten

Met als mooi voorbeeld, hoeveel systemen uit het Shell “Sunpower” tijdperk liggen er nog op de daken met de beroemde, of beruchte, OK4E omvormer? Werken deze sets nog allemaal? Of liggen er ook een hoop op het dak helemaal niets te doen omdat er iets kapot is?

Vergelijkbare informatie vinden wij normaal en krijgen we bijvoorbeeld dagelijks in onze auto en bij ons thuis, wordt het motor niet te warm, is de benzinetank niet leeg en hoe warm is het in de woonkamer? Opvallend is dat vergelijkbare vragen over een PV systeem vaak niet worden gesteld.

Het nauwkeurig monitoren van een PV installatie is ontzettend belangrijk om te weten of een set goed werkt en het goed blijft doen. Meten is weten is de bekende spreuk die iedereen denk ik wel kent.

Te duur

In dit artikel ga ik dieper in op het monitoren van een PV installatie met de tool jSunnyReports en welke mogelijke problemen ermee gedetecteerd kunnen worden. Waarom worden PV installaties dan vaak niet goed of slechts gedeeltelijk gemonitored? De belangrijkste oorzaak hiervoor is, denk ik, de extra kosten die hiervoor gemaakt moeten worden.

Er worden enkele duizenden euro’s uitgegeven aan een PV installatie en vaak moet er dan ook nog eens extra worden bijbetaald voor een systeem om de set te kunnen monitoren, en dat wordt dan vaak overgeslagen, ondergetekende is ervaringsdeskundige hierin. Ook bij mijn eerste grote systeem wilde ik geen 350 euro extra uitgeven aan een extra display om de set mee te monitoren. Ik wilde 1x per dag de meterstand opschrijven wat de set had opgewekt en dat leek me wel voldoende.

Waar het in de praktijk op neerkwam is dat ik meerdere malen per dag naar de zolder liep om op het display van de omvormer te kijken hoeveel er op dat moment werd opgewekt. Dat extra display heb ik er dus vrij snel daarna maar bijgekocht.

Toen ik eenmaal het display, SMA SunnyBeam, had ging er een wereld voor me open, door middel van een USB kabel kon ik Excel bestanden exporteren met daarin een hoop interessante gegevens over de set. Ik ben daarna vrij snel begonnen met het ontwikkelen van mijn eigen gratis rapportagetool, jSunnyReports, om van deze ruwe data grafieken te genereren. Bij het uitlezen van deze ene omvormer is het niet gebleven. Wij hebben hier in huis inmiddels 4 deelsystemen, allemaal met hun eigen omvormer. jSunnyReports is inmiddels uitgebreid en kan 3 van de 4 omvormers automatisch uitlezen, de laatste omvormer houd ik nog steeds met de hand bij. Dit is overigens een Steca 500 die ik nog niet automatisch kan uitlezen.

Het gaat hier nu te ver om heel jSunnyReports uit te leggen, daarom de features in het kort:

  • 1. Inlezen van ruwe omvormerdata van onder andere,
    • a. OK4E, software van : IQUE, Ok4emanager;
    • b. Soladin 600, eigen geschreven datalogger;
    • c. Alle SMA omvormers met SunnyBeam en SunnyBeam bluetooth displays;
    • d. Diehl omvormers;
    • e. Solarlog loggers;
    • f. Solarmax omvormers;
    • g. Fronius omvormers;
    • h. en nog een aantal andere omvormers.
  • 2. Opgeven van verwachtingen per omvormer per maand/jaar;
  • 3. Genereren van diverse soorten grafieken;
  • 4. Genereren van HTML bestanden en een FTP upload functie om deze bestanden beschikbaar te maken op het internet;
  • 5. Meertaligheid van de gehele applicatie;
  • 6. Support voor days_hist.js en month.js bestanden voor gebruik met www.sonnenertrag.eu

Schaduwproblemen

Een van de grootste problemen voor PV installaties is schaduw. In de zomer staat er misschien geen schaduw op de panelen door een boom aan de overkant van de straat, maar hoe zit dit in het voor- en najaar? Schaduwproblemen kunnen met jSunnyReports worden opgespoord.

Voorbeeld:
schaduw_schoorsteen
Figuur 1, dagcurve van SB1100 omvormer met 1320Wp aangesloten.

Deze dag was volledig helder. Rond 12 uur is er toch ineens een raar dipje te zien. Tussen 12 en 13 uur zakt de productie nog iets verder in en om 13:30 loopt de productie weer iets op. Duidelijk is in elk geval te zien dat de lijn niet mooi in een omgekeerde klokvorm loopt.

Dit is een opname van mijn oude installatie waarbij er schaduw viel op de panelen van mijn schoorsteen van de CV ketel. Er liggen steeds 1 of 2 cellen in de schaduw door de schoorsteenpijp. Hierdoor wordt er een “bypass diode”* aangesproken in het paneel waardoor de opbrengst iets terugvalt. Dit kost in dit geval wat opbrengst.

Note: Bovenstaand plaatje komt van een oudere versie van jSunnyreports waarbij de zomer/wintertijd nog niet goed werd meegenomen, vandaar de wat vreemde tijden in de grafiek en productie tot bijna middernacht in werkelijkheid moet van alle uren 2 uur worden afgetrokken.

De oplettende kijkers zien ook links iets vreemds. De productie blijft erg laag om ineens de lucht in te schieten. Dit komt door schaduw van het dak van de buren van mij.

In mei dit jaar heb ik andere panelen op het dak gekregen met meer vermogen. Deze liggen in landscape op het dak in een 2×5 configuratie. Met deze opzet hoopte ik veel minder last te hebben van schaduw van het dak van mijn buren en geen last meer te hebben van schaduw van een schoorsteen.

Uit de eerste grafieken leek het of de omvormer pas vol ging produceren als beide strings vol in de zon lagen. Daarom heb ik tijdelijk beide strings op een aparte, tijdelijke, omvormer aangesloten zodat ik beide strings goed kon monitoren, ik was bang dat ik de verkeerde omvormer had gekocht omdat deze maar een “MPP tracker”** heeft.

Het verschil tussen de bovenste en onderste string is in onderstaande grafiek af te lezen.

twee_strings
Figuur 2, vergelijking twee dagcurves, aantonen verschil schaduw/zon tussen strings

Nu is ‘s ochtends vroeg te zien dat een van beide strings ongeveer 20 minuten eerder in de zon ligt en begint te produceren dan de onderste. De rest van de dag presteren de beide omvormers nagenoeg identiek. Met deze informatie in het achterhoofd heb ik alles weer aangesloten op de originele omvormer.

Dit leverde de dag erna de volgende grafiek op:

solarmax
Figuur 3, dagcurve zelfde panelen op een omvormer, starttijd uit schaduw zelfde als boven.

Op deze grafiek en die daarboven is te zien dat de productie op exact hetzelfde moment start met twee omvormers. Er is dus ten opzichte van bovenstaande situatie met twee omvormers geen opbrengstverlies.

In bovenstaande grafiek is ook te zien dat de omvormer bijna een perfecte klokvorm genereert. Alleen ene klein dipje rond 10 uur, dat was ondergetekende die op het dak stond wat na te meten ☺.

Opbrengst en verwachting

Een ander goed meetinstrument is om de actuele opbrengst te vergelijken met de verwachting. Dit kan zowel per dag/maand als op jaarbasis met jSunnyReports. Per omvormer moet de genormeerde jaarverwachting worden ingevoerd in “kWh/kWp”***.

Verder kan in jSunnyReports per maand een percentage van de verwachting worden opgegeven. Deze gegevens kun je berekenen met het interactieve Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) systeem van Joint Research Center (JRC). Aan de hand van deze twee gegevens kan een verwachting voor elke maand voor elke omvormer worden bepaald en uiteraard de verwachting voor alle omvormers opgeteld.

onder_verwachting
Figuur 4, dagopbrengst voor 1 maand voor 1 omvormer, gemiddelden en verwachting

In bovenstaande grafiek is te zien dat de gemiddelde opbrengst, blauwe lijn, duidelijk achterblijft bij de gele lijn. De verklaring hiervoor is simpel, december 2009 was een grijze maand met erg veel sneeuw. Zo zijn er 3 dagen geweest dat de omvormer helemaal niets heeft geproduceerd en dat trekt het gemiddelde meteen hard naar beneden. Verder is te zien dat slechts op een dag in december de verwachte opbrengst is gehaald.

op_verwachting
Figuur 5, dagopbrengst voor 1 maand voor 1 omvormer, gemiddelden en verwachting

Hier is te zien dat voor een andere set de opbrengst in lijn loopt met de verwachting.

Verder is nog zeer interessant wat een set doet in een jaar. jSunnyReports kan voor elke omvormer een lopende kWh/kWp grafiek maken. Dat houdt in dat de opbrengst van een bepaalde dag – 365 t/m de dag van vandaag wordt opgeteld en wordt genormeerd in kWh/kWp. En dit voor alle dagen in de gehele periode dat de set actief is. Dit levert een volgende grafiek op:

running
Figuur 6, genormeerde jaaropbrengst grafiek.

In bovenstaande grafiek is te zien wat de genormeerde jaaropbrengst is. Het eerste jaar loopt de grafiek gestaag op om daarna uit te middelen rond de 1150kWh/kWp. Bovenstaande grafiek is van een PV set in België.

Aan de hand van deze grafiek kan onder andere worden afgeleid of de panelen last hebben van “degeneratie” ****. De grafiek zal, wanneer dit het geval is, in de loop van de jaren steeds iets lager uitmiddelen. Dit kan aanleiding zijn om contact op te nemen met de leverancier voor garantie, zie ook de notities aan het einde van dit artikel.

Omvormerstoringen

Omvormerstoringen zijn uiteraard ook te achterhalen, de omvormer zal op zo’n moment geen of veel minder opbrengst geven en dit is te achterhalen in de diverse grafieken. Voorbeelden van storingen zijn:

  1. netspanning valt weg;
  2. netspanning te hoog waardoor de omvormer uitschakelt;
  3. Omvormer wordt te heet waardoor deze in “derating”***** mode gaat;

Hier heb ik jammer genoeg, of eigenlijk gelukkig, nog geen concrete voorbeelden van.

Samenvatting

“Meten is weten”. Deze spreuk geldt ook zeer zeker voor het bijhouden van een PV installatie. Het laatste wat iemand wil met een PV installatie is dat deze door onbekende redenen slechter presteert dan verwacht. jSunnyReports is niet alleen makkelijk voor het bijhouden van de productie van de panelen maar kan ook worden gebruikt voor het opsporen van mogelijke problemen die er met de installatie zijn.

Links

Aantekeningen / notities

* Bypass diode: In moderne zonnepanelen zitten doorgaans 3 bypass diodes, voor elke 24 cellen 1. Mocht er op een of meer van de cellen schaduw vallen dan zorgt de bypass diode ervoor dat alleen deze 24 cellen uit worden gesloten zodat de rest van het systeem wel blijft produceren. Op deze manier wordt dus voorkomen dat een klein beetje schaduw de gehele opbrengst van een set onderuit haalt.
** Mpp tracker, dit is een belangrijk onderdeel van een omvormer, deze zoekt het punt op waarop de omvormer het maximale vermogen uit de panelen kan terugleveren. Dit staat overigens los van de hoeveelheid strings die kan worden aangesloten op een omvormer! MPP staat overigens voor Maximum Power Point.
*** kWh/kWp. Dit is het simpelste uit te leggen met een voorbeeld. Gesteld u heeft 500Wp op uw dak liggen en uw buurman 800Wp, beide daken zijn qua ligging hetzelfde. U produceert op een dag 3.5kWh en de buurman 5.5kWh met zijn set. Welke set produceert nu beter? Dit kan door de opbrengst om te rekenen naar een virtuele set bestaande uit 1000Wp ( 1kWp ). In het geval van de 500Wp installatie is de genormeerde dagopbrengst 3.5 /( 500/1000 ) = 7kWh/kWp. Als u 1000Wp had gehad had uw installatie dus 7kWh opgewekt. De andere set heeft 5.5 / ( 800 / 1000 ) = 6.875kWh/kWp opgewekt wanneer dit een 1000Wp installatie was geweest. Nu zijn beide sets met elkaar te vergelijken. En uw 500Wp set produceert iets beter dan die van de buurman!
**** Degeneratie: Opbrengstverlies door onder andere inwerking van UV licht op de zonnepanelen waardoor de panelen naar verloop van tijd minder kunnen gaan produceren. Normaal geldt er een 90% na 10 jaar garantie van de fabrikant en 80% na 20 jaar.
*****Omvormer derating: Bij het te warm worden van de omvormer gaat deze minder vermogen leveren om zodoende niet te heet te worden.

15 Reacties to “PV-Monitoring met jSunnyReports”

  1. Niels Says:

    Mooie toepassing Martin, complimenten!

    Maar het blijft natuurlijk een indicatie: ik betwijfel dat omvormers geijkt zijn, maar als indicatie (!) zijn zulke meetresultaten altijd bruikbaar!
    Zodra mijn Soladin’s sneuvelen, gaat e.e.a ook bij mij vol-automatisch ingeregeld worden.

  2. Martin Kleinman Says:

    @Niels,

    Klopt het is een indicatie omdat omvormers niet geijkt zijn. Overigens als er een BrutoProductieMeter ( BPM ) wordt gebruikt kan worden gekeken in hoeverre de omvormer afwijkt. Gesteld de omvormer rekent 5% te weinig t.o.v. de BPM dan kan dit in jSunnyreports per omvormer weer recht getrokken worden voor een nauwkeuriger beeld.

    En als je ervanuit gaat dat je omvormer in de loop van de tijd niet nauwkeuriger / onnauwkeuriger zijn eigen opbrengst meet dan is het hebben van een baseline en hiermee vergelijken uiteraard wel erg betrouwbaar.

  3. Joop H. Says:

    Ik ben een groot voorstander van duurzame energie, maar heb toch mijn bedenkingen mbt zonnepanelen. >> de gigantische fluctuaties in opbrengst binnen de dag, de dagen van de maand en de maanden van het jaar maken een stabiele voorziening volstrekt onmogelijk tenzij we een goede opslag kunnen creeren. accu’s zijn alleen geschikt voor binnen enkele dagen, maar voor de rest ? (buiten wat opslag in hydrosystemen).

    als we meer dan 50% opwekcapaciteit (gas) achter de hand moeten houden is dat wel kostbaar ! >>

    >>overigens lezenswaardige bijdrage. dank daarvoor.

  4. Niels Says:

    @Joop H.: fluctuaties kun je altijd ondervangen, hetzij door opschalen van energie-bronnen, hetzij door spreiding.
    Je kan daarbij in Nederland (lees: Europa) combineren tussen zonnepanelen (overdag) en windkracht.
    Immers, meeste energie wordt overdag verbruikt (denk aan de kantoren & fabrieken).
    Maar goed… daarover (en de mogelijkheden voor die fluctuaties) kun je hier (en op vele andere websites) genoeg teruglezen.
    Het probleem is makkelijk te ondervangen, zoals men reeds in Duitsland heeft getest in een regio (ik meen Sauerland, maar pin me d’r niet op vast).

  5. Niels Says:

    http://www.hetkanwel.net/2010/03/10/duurzame-energie-valt-helemaal-niet-uit-bij-piekbelasting/

    dat is een van de tests.

  6. eric Says:

    de piekbelasting in accijns en budget, icm het milieu laat joop weg, waarom is dat ? commentaar ok, maar hoe gaan we de basislast garanderen in 2030 ? als je het schone antwoord niet weet, kun je dus ook geen enkel ander initiatief beoordelen.
    baseload is useless, ik douche namelijk pas wanneer de zonneboiler lekker warm is geworden, ik ga toch geen dom fossiel gas+accijns aanwenden ?

  7. Zwerius Kriegsman Says:

    Kijk voor de aardigheid eens op http://www.efergy.com/
    Daar vindt je voor 40 Engelse ponden een verbruiksmeter die ook prima als opbrengst meter te gebruiken is. Werkt op afstand met een zendertje.
    Voor 7,50 extra krijg je er een extra opnemer bij. Twee daarvan en je kunt zelfs drie fasen meten.
    Als je 50 Engelse ponden uitgeeft, krijg je zelfs een exemplaar dat je via een USB kabel aan je PC kunt hangen.
    Echt een koopje. En je kunt de “Monitor” gewoon in de woonkamer zetten.
    Ziet er misschien niet zo mooi uit als SMA, maar kost een fractie.

  8. Pierre Gerrissen Says:

    Bovengenoemde oplossingen zijn prima zolang je er zelf ook wat energie in wil steken om e.e.a. bij te houden. Mijn ervaring is dat dit voor velen op lange termijn niet gaat werken vanwege de complexiteit en discipline om regelmatig de boel te controleren en te administreren. Velen willen deze verantwoordelijkheid daarom liever bij de leverancier neerleggen (met bij voorkeur een eenvoudige meekijk functie voor de eigenaar van het systeem. Hiervoor is Solar Boulevard ontwikkeld. Op http://www.solarcare.eu kun je hierover meer lezen.

  9. Arjan Says:

    Waarom niet een systeem die de brutoproductiemeter uitleest?
    Dan zit je niet met dure pc-links en piggybacks die ik op mn omvormers moet aansluiten om ze uberhaupt uit te lezen.
    Daarom blijf ik bij mn Efergy, voor 40 euro een goede indicatie of alles naar behoren werkt.

  10. Jeroen Says:

    Stel dat ik een Sunnybox SB2000HF met ingebouwde bleutooth ophang.
    Hoe leest deze software de SB2000HF dan uit?
    Ik wil een mega low power monitoring systeempje opbouwen met een nternet verbinding en dat moet de gegevens gaan verzamelen en in HTML formaat gaan presenteren. Oftewel jSunnyReports zou ideaal zijn, mits de SB2000 op afstand automatisch uitgelezen kan worden. Zo’n oplossing moet véél goedkoper kunnen zijn dan een SMA Webbox bluetooth.

  11. Ronald Says:

    Ik ben steeds meer geïntresseerd in de aanschaf van zonnepanelen. Wie kan mij goede raad geven over de aanschaf, plaatsing en het bijhouden van opbrengst (in Excel?)? Bedankt.

  12. Mevr. de Smit Says:

    beste,

    op uw website lees ik dit artikel over manieren en software om de opbrengst van zonnepanelen te monitoren. Nu heb ik toevallig een Steca 500 omvormer. Begrijg ik nu goed dat het niet mogelijk is om daarvan de opbrengst te meten? Of heeft u een goede tip. Ik heb wel de plugwise gevonden, maar dat is wel heel veel geld voor mijn drie paneeltjes die samen nog geen 600Wp zijn.

    Mocht u tips hebben, heel graag!
    Groeten, Mevr. de Smit

  13. WimZ Says:

    Ik citeer de Steca site: Continuous system monitoring is recommended, or even essential, for obtaining the absolute maximum performance from your solar energy system at all times.
    Vrij vertaald betekend dat het niet monitoren van een instalatie niet altijd een goed resultaat geeft.
    http://www.stecasolar.com/index.php?System_monitoring_pv_grid_connected
    Dus gewoon op de kWh meter kijken op een zonnige dag en elke avond voor het slapen gaan even noteren. Kost niets, maar pas dan weet je dat het werkt.

  14. Mevr. De Smit Says:

    Hallo Wim,

    dank je wel voor je advies. Dat betekent dus dat ik een Kwh meter moet aanschaffen. Zijn daar nog verschillende soorten in, of dingen waarop ik moet letten bij de aanschaf?

    vriendelijke groeten

  15. Niels Thijssen Says:

    @Mevr. De Smit:
    Een kWh-meter is analoog (draaischijf/ferraris) danwel digitaal/elektronisch te verkrijgen. Voor visueel beeld is een draaischijf het leukst (hoe harde de zon schijnt, hoe sneller het wiel draait).
    De digitale kWh-meter is handig, want vaak zit er een S0-puls signaal op/bij, zodat je (als je daar behoefte aan hebt) zelfs naar het internet kan zenden m.b.t. vermogen (in Watt) en produktie (in Watt-uur).
    Belangrijk bij digitale meters is een nauwkeurigheidsklasse te kiezen. Ik heb zelf 3 digitale meters van Klass 1 nauwkeurigheid (1% onnauwkeurigheid). Bij Ferraris/draaischijf is ook nauwkeurigheid te vinden, let daarbij bij aanschaf dat ze bijvoorbeeld geijkt zijn. Aansluiten is door iemand met verstand van zaken rondom elektriciteit goed te doen.

Geef een reactie

 

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