OliNo

Duurzame Energie

OliNo Labs op zonne-energie

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

OliNoLabsMetZonnepanelenOliNo Labs verzorgt haar stroom voor de werkzaamheden (lampmetigen) uit zonne-energie. Eenmaal de keuze voor zonnepanelen was gemaakt is gezocht naar zoveel mogelijk benutting van zonnepanelen. Dit artikel geeft inzicht in de keuzes en wordt regulier geupdate met de totaal geleverde energie. Het is hiermee de bedoeling dat de elektrische energie van OliNo geheel opgewekt wordt door eigen zonnepanelen.

Maart 2015 update: toevoeging (aan het eind) van een interessant kengetal van zonnepaneelsystemen. Hhiermee kunnen de verschillende systemen en hun positionering worden vergeleken met elkaar.

Update II: invloed bomen van de zuiderburen.

Bestaande situatie, 8 zonnepanelen en Fronius inverter

OliNo Labs is gevestigd op De Koolhof 8 te Veldhoven. Dit huis staat met de achtertuin in de richting van ZZW, zie ook de foto van Google maps (Zuid is naar beneden toe).

koolhof_8

Zoals je kunt zien zijn er bij de zuiderburen ook bomen en die zijn helaas erg hoog, zeker zo’n 10 meter. Eigenlijk te hoog naar mijn idee in een woonomgeving waarbij zovelen dicht op elkaar zitten. Ik houd vooral in september geen zon meer over in mijn tuin. En het is de schaduw die vooral de zonnepanelen veel minder laat werken, maar daarover later meer.

Gelukkig heb ik op mijn dak veel zon, ook in september, waardoor ik in maart 2013 heb besloten om 8 zonnepanelen bovenop het hoogste gedeelte van het dak te leggen. Het dak staat in een hoek van ongeveer 40 graden met het horizontale vlak. Zie ook het volgende plaatje. 4 panelen in portrait ligging bovenaan en 4 panelen in landscape ligging daaronder.

Schuin_dak_artikel

Echt mooi gevuld is het dak niet. Bovenaan is een venster dat ik sinds de metingen aan lampen nooit meer open doe, wat ik zelfs van binnen geblindeerd heb en dus ook niet meer open maak. En rechts daarvan is een pijpje wat de uitlaat is voor de centrale afzuiging in het huis. Daar komt dus lucht uit met een binnenhuistemperatuur. Deze twee dingen hebben me destijds doen besluiten om slechts 4 panelen portrait bovenaan te leggen.

De 8 panelen (REC 240 PE BLK) zijn geleverd door het bedrijf dbCom uit Best (eigenaar Jan de Bie). Hij leverde er een Fronius IG20 inverter bij die ik op een aparte groep heb gezet, aangesloten in de zolder. Het systeem is 1920 Wp. Ik heb zelf met mijn oom de panelen geïnstalleerd en de inverter aangesloten op een aparte elektriciteitsgroep.

Opbrengsten

Sinds de start van de installatie houd ik regulier de opbrengst bij. Ik bereken de opgewekte kWh aan elektriciteit om in euros met de op dat moment geldende prijs van mijn elektriciteitsleverancier Greenchoice. Ik houd alles bij in een spreadsheetbestand wat ik later nog in dit artikel bijvoeg. Hierbij een plaatje van de huidige stand van zaken. Dit plaatje wordt verder niet geactualiseerd. Zie daarvoor het bestand verderop.

overzichtStand8xZonnepanelenFroniusInverter_

De opbouw van dit overzicht is voor de overige systemen, die ik later geïnstalleerd heb, gelijk.

PART 1 geeft aan de datum, kWh stand, kostenbesparing en in de vierde kolom de prijs per kWh voor de kWh opgewekt in de voorgaande meting tot de huidige meting. Zie ook volgende plaatje:

PART1

Dus de ingave van 5 mei 2013 is 361 kWh op dat moment en 176 op de voorgaande opname op 11 april 2013. Gedurende die periode is de prijs 0.2257 eurocent geweest, dus de opbrengsten (of besparingen moet ik zeggen) zijn dan opgelopen van 39,72 euro naar 81,48 euro.

De prijs wordt regulier gecheckt op de website van de elektriciteitsleverancier Greenchoice, te vinden middels de eerste link in PART 2.

PART2

Je ziet daaronder nog de kostprijs voor de set, de eventuele subsidie (alleen op het systeem van eind 2012 gekregen, was destijds 15 % van de materialen). De kosten voor het neerleggen; een oom van me heeft me geholpen met het leveren en bouwen van een stijger en daarna het leggen van de panelen. De elektriciteitszaken (inverter en aanleggen groep) heb ik zelf gedaan). Uiteindelijk volgt het totaal. De totaalprijs gedeeld door het piekvermogen in Watt-piek (Wp) geeft een getal dat vaker gebruikt wordt in de zonnepaneelwereld. In dit geval 1,52 euro per Wp.

Daarna volgt in PART3 een grafische weergave van het ingevulde in PART1.

PART3

Deze panelen liggen inmiddels sinds 9 maart 2013. Duidelijk is te zien het effect van de winter 2013/14, de lijn in blauw (en in rood de besparingen) loopt een stuk minder steil.

En PART 4 geeft wat inschattingen.

PART4

Het percentage wat terugverdiend is, wordt berekend uit het totaal aan bespaarde gedeeld door de totale kosten. Ik extrapoleer lineair naar het 100 % niveau en geef de datum op waarop 100 % bespaard is en tevens de tijdsduur. Natuurlijk zijn deze inschattingen beter naarmate meer tijd verstreken is.

Uitbreidingen zonnepanelen, alle sets

Sinds de aanleg van de warmtepomp (in een apart artikel daarover meer) heb ik voor mijn situatie bepaald of ik beter zonnepanelen of zonnecollectoren kon installeren. Dit artikel laat zien dat voor mij zonnepanelen de beste keuze zijn.

Tevens heb ik door zonnepanelen dat de zonnewarmte mijn dak niet opwarmt want dat wordt weggenomen door de zon. Hierdoor wordt het in mijn huis ook een stuk minder warm.

Nu even de uiteindelijke situatie en de sets die ik in OliNo Labs heb.

Set 1: 8x REC 240PE panelen en Fronis IG20 inverter, 1920 Wp. Installatie 9 maart 2013.

Set 2: 8x REC 255PE panelen en Steca 1800 inverter, 2040 Wp. Zie hierbij de specs. Installatie 2 aug 2014.

Set 3: 2x REC 255PE panelen en APS500 inverter, 510 Wp. Installatie 2 aug 2014.

Set 4: 14x Kyocera KD220 panelen en 7x APS500 omvormers, 3080 Wp. Installatie 2 sept 2014.

Set 5: 3x BenQ SunForte PM096B00 981 Wp, en inverter Mastervolt WEB 1000. Installatie 20 feb 2015.

Set 6: 15x Kyocera 125W en 3x Kyocera 190W panelen, 2e hands, 10 jaar oud, 2445 Wp. Met tweemaal Sunmaster QS2000. Installatie 15 maart 2015.

En nu de foto’s.

InvertersAPS500_FroniusIG20_Steca1800

Vlnr: de kWh meter, de APS500, de Fronius IG20 en de Steca 1800 op zolder.

De enige die wat geluid maakt wanneer deze veel vermogen (>1000W) converteert is de IG20 die dan een ventilator laat draaien. Maar dat hoor ik niet daar het op de zolder hangt. Ook is deze ventilator niet luidruchtig. Wat me wel opvalt is dat de IG20 en de Steca 1800 bij het opstarten in de morgen herhaaldelijk aan- en uitgaan en relais schakelen. Vooral de IG20 gaat met het display vaak aan- en uit (die wordt gevoed uit wat de panelen opbrengen) en ik vraag me af of dat de levensduur wel ten goede komt. Bij het begin van de dag en het eind is er dus een herhaaldelijk schakelen van de twee.

kWhmeterVoorAPS500

De STD 140 kWh meter voor de APS500.

Mastervolt 1000Web-

De mastervolt 1000 Web, die draadloos met het eigen netwerk verbonden is. Deze is verbonden met de monocristallijne BenQs. Ook in deze inverter zit een ventilator die aangaat wanneer deze inverter te warm wordt.

OliNoLabsMetZonnepanelen

De panelensets op het schuine dak van OliNo Labs

3xBenQ_

In het midden de 3 monocristallijne BenQ panelen. Deze zouden een opbrengst moeten hebben van 30 % meer dan de andere panelen (ze zijn 327 Wp voor dezelfde afmetingen als de REC255s die 255 Wp zijn). Het is een goede keuze wanneer je wilt optimaliseren op opbrengst. De prijs is echter wel een stuk hoger, 2250 euro voor de set met inverter en bevestigingsmateriaal, wat neerkomt op 2,31 euro per Wp.

14panelenopPlatdak

De panelen op het platte dak, in Oost/West oriëntatie om zo meer op te brengen met hetzelfde oppervlak. En ieder paneel apart op een inverter om zo geen invloed van schaduw van enkele panelen op andere onbeschaduwde panelen te hebben.

20150313_161245

De sets 15x Kyocera 125W en 3x Kyocera 190W op de noordkant gericht, bovenaan op het dak. Deze panelen zijn tweedehands en zijn al 9 à 10 jaar oud.

Mastervolts2000

De linkse inverter is voor de onderste rij van panelen (5×125 Wp + 3×190 Wp = 1195 Wp), die heeft Firmware D: 2.11 QS: 3.44 met serienummer T818E0017 en bij installatie bij mij een totale energie van 9950.5 kWh al geleverd, met 39.223 bedrijfsuren.

De tweede, meest rechtse, inverter is voor de bovenste rij panelen (10×125 Wp=1250 Wp), heeft firmware D: 2.13, QS: 3.44 met serienummer U206E0027 en bij installatie bij mij een totale energie van 9504.4 kWh al geleverd, met 36.374 bedrijfsuren.

Om te berekenen wat deze panelen hebben gedaan in hun verleden wil ik een kengetal uitrekenen (zie aan het eind bij meetresutaten voor meer uitleg). Ik wil bepalen wat het getal aan kWh/kWp is. Hierbij het volgende wat ik heb kunnen achterhalen:

Juni 2006: installatie 3x125Wp + 3x190Wp = 945 Wp. Dit komt neer op 8.8 jaar tot nu (maart 2015) dus even omgrekend voor het kengetal 8.8*945 Wp = 8316 Wp.

Ergens in 2005: 12x125Wp = 1500 Wp. We nemen aan weer juni 2005. Dat is dan 9.8 jaar voor deze set en dus 14700 Wp voor de omrekening voor het kengetal.

Totale energieopbrengst over de gehele tijd: 19454.9 kWh.

Berekening kengetal: 19454.9 kWh / (8,316 kWp + 14,7 kWp) = 845 kWh/kWp. Dit, gezien dat de panelen al 10 jaar oud zijn en hun efficiëntie destijds al lager was dan de huidige panelen, en dat ze mogelijkerwijs nog wat zijn afgenomen, is deze waarde goed.

APS-ECU

De APS ECU meter, die de opbrengst van de 7 aangesloten APS 500 inverters bijhoudt en middels een webbrowser te benaderen is.

APS500 en Oost-West orientatie

Daar waar panelen deels, en onafhankelijk in de schaduw kunnen liggen, heb ik de APS500 omvormers op aanraden van dbCom gekozen, omdat een APS 500 twee panelen aansluit en ieder paneel apart het maximale uithaalt. Dus de beschaduwing van 1 paneel is dan zonder invloed op de opbrengst van een ander paneel dat niet inde schaduw ligt. De kosten per Wp gaan dan wel omhoog omdat er relatief meer betaald wordt voor de inverters.

Voor de panelen op het platte dak heb ik gekozen voor een Oost-West opstelling. Dit omdat de opbrengst maar een beetje minder is dan de optimale ligging op Zuid bij 40 graden, zie hiervoor het zonne-instralingsdiagram.

Plaatje van het instralingsdiagram

Richting Zuid en 38 graden is optimaal. De panelen recht naar boven gericht levert nog altijd 85 % hiervan op. Ik heb een hoek van 15 graden met mijn Kyocera panelen om zo geen bladeren op de panelen te hebben/houden waardoor de opbrengst tegen de 80-83 % is van het maximaal gunstige.

Ik kan met de Oost-West orientatie meer panelen kwijt op het platte dak dan wanneer ik de optimale Zuid ligging zou nemen omdat ik dan ruimte tussen de panelen moet houden om deze elkaar niet te laten beschaduwen; er zouden er dan minder opkunnen. Ook is de opbouw van het frame wat bewerkelijker omdat er meer losse frames op het dak komen te staan.

Ligging panelen op zonne-instraaldiagram

Het is natuurlijk ook interessant om te weten hoe de panelen gelegen zijn op dit zonne-instraaldiagram.

4xzonpaneel_instralingsdiagram_setsOliNoLabs

Hierbij de ligging van de panelen-sets op het instralingsdiagram.

In een tabel samengevat en de te verwachten opbrengsten tov het maximaal haalbare.

Set beschr. Richting Hoek Verw max opbr Opmerkingen Verw reële opbrengst
1 8×240 Fronius ZZO 40 97 % 97 %
2 8×255 Steca ZZO 40 97 % iets schaduw van dakkapel en wat schaduw bomen buren 93 %
3 2×255 APS500  ZZO  40 97 % iets meer schaduw dakkapel en wat schaduw bomen buren 81 %
4-O 7×220 APS500 ONO 15 80 % met schaduw van bomen buren 78 %
4-W 7×220 APS500  WZW 15 90 % met schaduw van bomen buren 78 %
5 3×327 MstrV ZZO 15 93 % met wat schaduw bomen buren 91 %
6 2445WpKyoC  NNW 40 52 % 44%

In de tabel staat een te verwachten maximale opbrengst. Dat is zonder externe effecten als schaduw. Bij “Resultaten” spreek ik over een kengetal. Dat komt neer op zo’n 875 kWh / kWp per jaar aan opbrengst. Dit kengetal zal per jaar variëren door meer of minder totaal aan zonne-uren. Echter de te verwachten maximale opbrengst vermenigvuldigd met het kengetal is dat, wat ik kan verwachten aan kWh per set mocht deze liggen in de gegeven richting en hoek. Dan moet ik nog rekening houden met extra effecten zoals schaduw. Dat is door me ingeschat en heb ik de percentages naar beneden bijgesteld.

Ik neem set 1 als referentie en zal daarvan bepalen wat reeële opbrengst is. De opbrengsten van de andere sets kan ik daartegen vergelijken. Dan kan ik ook de getallen in de laatste kolom van deze tabel controleren.

Update: het getal achter de pijltjes “–>” is het werkelijke behaalde percentage.

Resultaten

Zoals eerder gezegd worden de resultaten meegedeeld door het delen van een spreadsheet waar de opbrengsten instaan gedurende de geinstalleerde tijd. Deze spreadsheet is eerder al uitgelegd. Je kunt zelf eens kijken of de datum van 100 % terugverdientijd nog varieert over de tijd: dit kan makkelijk door laatste entries in PART 1 tijdelijk weg te halen.

Resultatentabel opbrengst zonnepanelen OliNo Labs, up to date tot 15 sept 2014.

Resultatentabel opbrengst zonnepanelen OliNo Labs, up to date tot 23 feb 2015.

Resultatentabel opbrengst zonnepanelen OliNo Labs, up to date tot 16 mei 2015.

Resultatentabel opbrengst zonnepanelen OliNo Labs, up to date tot 18 aug 2015.

Resultatentabel opbrengst zonnepanelen OliNo Labs, up to date tot 16 mei 2016.

Het is natuurlijk mogelijk om deze tabel uit te breiden en jaaroverzichten te maken oid, waarbij sommige dan vast op deze site kunnen staan. Ik laat me graag inspireren.

Uitbreiding maart 2015: ik lees in het blad Energie en Engineering van maart 2015 een artikel dat een kengetal aangeeft voor een zonnepaneelsysteem. Voor een gemiddeld jaar is de opbrengst van een optimaal gepositioneerd zonne-energiesysteem 875 kWh/kWp. Natuurlijk is dat ieder jaar weer anders agv de verschillende hoeveelheden totaaluren zon en instraling.

De gevens die ik van mijn huidige systemen heb zijn (getallen tussen haakjes de percentages reeële opbrengst, waarbij Fronius ZuidBoven als referentie van 97 % genomen wordt):

jaar Fronius ZuidBoven Steca ZuidOnder APS ZuidMetSchaduw APS OostWestEnSchaduw BenQ ZuidOnder Kyocera Noord
2005-2014 845*
2014-03 935
2015-03 969
2015-08 990 (97) 967 (95) 825 (81)
2016-03 1005 (97) 948 (91) 845 (82) 811 (78) 938 (91)  459 (44)

* bij de vorige eigenaar, op 25 graden hoek op Zuiden gericht.

Invloed bomen/schaduw op opbrengst, een paar voorbeelden

Met de BenQ panelen en de Mastervolt 1000 WEB converter kan ik op de Mastervolt server zien wat de opbrengst per dag is. En dat in een mooie grafiek van de dag. Zie een voorbeeld van een zonnige dag o pvrijdag 12 maart 2015.

Opbrengst12maart2015

Nu worden twee inhammen zichtbaar, rond 13:15 en rond 15:30. Dat is het effect van de bomen bij mijn zuiderburen, zie foto. Boom1 links van het midden en boom2 rechts.

20150315_131634_bomen

De impact van deze, in mijn ogen veel te hoge bomen in een drukke woonwijk, is op deze dag in maart, waarbij de zon natuurlijk niet op zijn hoogst staat (dat zou minder effect hebben), maar er ook nog geen bladeren aanhangen (dat zou weer meer effect hebben), als volgt te bepalen:

OpbrengnstMetEnZonderBoom

Ik heb de opbrengstgrafiek in excel gebracht en toen een optimale curve getekend, zonder het effect van die bomen. Het totaaleffect op die dag is 10 % minder energie.

Het effect op de tijdsduren zelf is (veel) erger: boom1 zorgt voor 15 % verlies en boom2 voor 42 % verlies. Jammer. Het effect zal in de lente/zomer afnemen en in september veel erger worden, wanneer de bomen vol met bladeren zijn en de zon alweer zo laag staat dat de bomen hun schaduw verder werpen.

Nog een voorbeeld van het effect van schaduw op panelen.

22 aug 2015 was een zonnige dag. Om 16:42 maakt ik een foto van de schaduwval die over 4 panelen uitstak, waarbij de andere panelen in de zon lagen. Zie ook de onderstaande foto.

20150822_164417_schaduwwerking

Foto van de panelen op het tuinhuis. 2 panelen van de linkse (Oost gerichte) en 2 laatste panelen van de rechtse (West gerichte) zijn in de schaduw. Verder is er aan beide kanten 1 paneel voor een klein deel in de schaduw.  Verder weet ik dat op de tijd van de foto, 16:42 uur, de zon meer in het Westen staat dus de 4 voorste panelen rechts, die meer op het Westen gericht zijn, zullen intensere zonnestraling invangen dan de 4 voorste panelen links.

Hierbij een screenshot van de paneelopbrengsten op dat moment:

OpbrengstVerschillenagvSchaduw

Samengevat:

Paneel Orientatie Gem. vermogen
4 stuks vooraan in zon West 125 W
4 stuks vooraan in zon Oost 70 W
2 stuks achteraan in schaduw West 16 W
2 stuks achteraan in schaduw Oost 14 W

Hieruit valt op dat bij flinke schaduw, het paneel al snel een minimaal vermogen afgeeft, zijnde rond de 15 W op deze dag. Dat betekent voor de panelen op West dat er 88 % verloren gaat en de panelen op Oost verliezen 80 % van wat ze zouden doen zonder schaduw. En was de zon nog sterker geweest, dan was er nog meer verlies geweest.

 

 

2 Reacties to “OliNo Labs op zonne-energie”

  1. Bert Says:

    Interessant artikel, overigens ook interessante website. Valt me wel op dat de keuze voor omvormers relatief onderbelicht blijft. Ik zie in de bovenstaande configuraties onder meer keuze voor micro- omvormer APS500. Ik ben heel benieuwd naar je ervaring met deze omvormer. En naar de beweegredenen voor deze keuze. Waarom heb je bijvoorbeeld niet gekozen voor enphase ( ik lees overal dat deze marktleider is) of involar?

  2. mvdsteen Says:

    Hoi Bert,
    Mbt APS500, dat is een eenvoudige omvormer die tot 250 Wp per paneel werkt (en er kunnen er twee op) en werkt dus prima wanneer ik panelen heb die apart deels beschaduwd zouden kunnen worden en dan wil ik niet dat 1 beschaduwd paneel de performance van de andere limiteert (die niet beschaduwd zijn).
    Een extra unit achterop het paneel aangebracht, zoals enphase dat doet, zou volgens enphase voordelen hebben: 1) een beschaduwd paneel zal dan minder vermogen afgeven, echter de enphase omvormer zorgt ervoor dat middels dc-dc omvorming er toch een goede stroom kan lopen (wel bij een lagere spanning voor het beschaduwde paneel) waardoor de rest van de panelen (die niet beschaduwd zijn) toch goed kunnen werken en hun stroom niet gelimiteerd wordt door het beschaduwde paneel.
    Tevens zal een enphase per paneel dus het optimum willen zoeken en dat er ook uithalen.
    Maar ik ben nu weer van de oude stempel, en kan me het issue van de OK4 omvormers maar al te goed herinneren. Daar was het zo dat die omvormers achterop ieder paneel geplaatst waren. Dat was achteraf niet handig: ze waren buiten in weer en wind en achterop het paneel en dus in de zomer wel erg heet. Het gevolg was dat de levensduur van de OK4 omvormers vaak ter discussie stond en ook niet lang was. En dus moesten we snel naar omvormers toe die binnen hangen. Want dan konden ze langer mee. En daarom heb ik het niet zo op deze relatief nieuwe beweging die enphase heet en die (weer) achterop het paneel gemonteerd wordt en in weer en wind hangt. En als ik dan een vertegenwoordiger/verkoper ernaar vraag dan is hun antwoord simpelweg dat er genoeg garantie opzit dus het zal wel goed zijn….. En deze verkoper kende het issue van de OK4 inverters ook niet.
    Al met al ben ik niet overtuigd van de betrouwbaarheid van de elektronica die achterop het paneel gezet wordt en daarom wil ik ze eenvoudigweg niet.
    Ik had enphase kunnen kiezen voor de set van 14 panelen die buiten hangen, en daar is het de beslissing van de leverancier geweest die een goede ervaring met APS500 had dus heb ik het erbij gelaten. Geen verdere diepgang hier van mijn kant.

Geef een reactie

 

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