Alle mogelijkheden, beslissingen en resultaten van de bouw van onze passieve energie-plus woning

Categorie: Pannen en Panelen

Ook voor de de dakbedekking zijn veel keuzes te maken; zowel voor de normale pannen als ook de zonnepanelen die er op worden geïnstalleerd

De optimizers werken – panelen zonder sneeuw wekken energie op

Met de huidige sneeuw liggen vele zonnepanelen onder een dikke laag sneeuw. Blijkbaar liggen mijn panelen en staat mijn dak net goed dat de harde wind weinig wit heeft achtergelaten.

Luchtfoto van woning in de sneeuw - paar panelen bedekt met sneeuw

Bij een ‘normale’ installatie zal het gebrek aan zon op 1 paneel alle andere panelen blokkeren…geen opbrengst!
Dankzij de optimizers krijg ik dit in mijn SolarEdge-schema:
Schermdeel overzicht opbrengst panelen

Alle panelen zijn in de app goed gepositioneerd en de panelen rechtsonder brengen nauwelijks iets op. Het totaal is nog steeds 4.02 kWh oftewel 4020 Watt.

De waardes in de panelen zelf is de totaalopbrengst vandaag per paneel; dus 0,152 kWh voor het paneel linksboven en toch nog 0,031 kWh (=30 Watt gedurende 1 uur). Dat laatste vind ik zelfs veel gezien de volledige bedekking met sneeuw.

De omvormer bij zonnepanelen

Niet alleen qua zonnepanelen valt er veel te kiezen, ook de omvormer is een belangrijk onderdeel van de installatie. De omvormer zorgt er immers voor dat de stroom van de zonnepanelen ook bruikbaar voor het huis en het net is.  De zonnepanelen zelf geven afhankelijk van de zon een hoeveelheid gelijkstroom (DC) af, met een bepaalde spanning en een stroomsterkte. Eén paneeltje kan nog niet zo veel, maar samen des te meer. De omvormer maakt er 230V wisselstroom (AC) van.

Er zijn drie variaties opzet van de omvormers

1) Een omvormer met een rij aan panelen

In deze situatie worden de panelen in serie aan elkaar gekoppeld. Als elk paneel bij zon een spanning afgeeft van 24V DC zullen vijf panelen in serie 120V DC afgeven. De omvormer maakt hier 230V AC van bij een overeenkomende stroom.

invertor met zonnepanelen in serie

Zonnepanelen hebben wel de eigenschap dat als ze minder werken (bijvoorbeeld door schaduw) ze niet alleen geen stroom afgeven maar ook de stroom van andere panelen in de serie blokkeren. Hierdoor heeft de hele serie panelen geen opbrengst als één of meerdere panelen net schaduw vatten.

Overigens zijn er omvormers waar meerdere series op kunnen worden aangesloten.

De omvormer zet niet alleen de energie om van gelijkstroom naar wisselstroom, ook proberen ze door een afstelling een zo optimaal mogelijke verhouding te maken tussen afgegeven spanning en stroomsterkte. Daar zit namelijk een optimum in.   De omvormer zoekt het optimum voor de hele serie panelen.

grafiek Spanning (V) versus Stroom (A) voor MPP

2) Op elk paneel een micro-omvormer

Om de impact van schaduw op een paneel te verminderen (en in het begin van de hele ontwikkeling van zonnepanelen) kan je ook gebruik maken van micro-omvormers. Een dergelijk apparaat zit niet in huis maar achter elk paneel zit een kleine omvormer. Deze zet ter plekke de gelijkstroom om in wisselstroom en zoekt meteen het optimum voor dat paneel.

een (ontkoppelde) micro-omvormer

De afgegeven wisselstroom zal worden ingebracht in het elektriciteitsnet van het huis. Je hebt geen last meer van dat één paneel de anderen tegenhoud.

3) Een centrale omvormer en optimizers op elk paneel

De combinatie is nog efficiënter; er is een centrale omvormer welke DC naar AC omzet en elk zonnepaneel heeft een apparaatje op de achterkant welke de beste  afstemming tussen stroom en spanning regelt. De optimizer maakt geen wisselstroom. Bij de installatie en onderhoud is het bovendien een voordeel dat losgekoppeld de optimizer zorgt voor een zeer beperkte spanning (1 a 2 volt) op de stroomdraden.  Een kaal paneel geeft met zon altijd een spanningsverschil op de stroomdraden.

De optimizer kan ook statistiek doorgeven aan de omvormer.  Via de omvormer en een webinterface zou je als onderhoudsbedrijf en als gebruiker ook die gegevens kunnen zien en zo kunnen doorhebben als een paneel minder presteert.

Alle panelen in vlak en per paneel opbrengst

In ons geval was het bijvoorbeeld duidelijk dat één van de panelen helemaal niet functioneerde en deze is later dan ook vervangen.

Ten opzichte van micro-omvormers zijn optimizers goedkoper. Als je dan ook een centrale omvormer nodig heb is het voordeliger als je meer panelen hebt. Wij hebben bijvoorbeeld 32 panelen.

Bij het gebruik van optimizers en de juiste omvormer ben je beter voorbereid op de toevoeging van batterijen. Met het aflopen van de salderingsregeling en het sterk dalen van de batterijprijzen kan het in de toekomst voordelig zijn een deel van de energie in eigen batterijen op te slaan. Als er dan gelijkstroom van de panelen komt heeft dit een voordeel ten opzichte van de (micro-)omvormers omdat de stroom niet terug omgezet hoeft te worden van wisselstroom naar -voor batterijen benodigde- gelijkstroom.

Tenslotte de verwachtte levensduur en garantie, welke ik voor het gemak hier even gelijktrek. Zonnepanelen zelf moeten minimaal 25-30 jaar mee kunnen gaan. Van omvormers is de levensduur wat lager; 10 tot 15 jaar. In berekeningen ga ik er ook vanuit dat er in de tijd van de zonnepanelen 2 omvormers nodig zijn.  Microinverters en optimizers hebben echter een verwachtte levensduur van 25 jaar, dus die blijven op het dak wel zitten. Een eerdere verouderde omvormer is binnenhuis veel gemakkelijker te vervangen dan iets op het dak. Zelf denk ik dat die apparaten veel langer mee zullen gaan als je al ziet dat van de huidige antieke zonnepanelen van 20 jaar oud slechts minimale degeneratie (vermindering capaciteit) blijk geven.

 


Dit bericht kwam tot stand door de vragen van een volger (dank @johancnossen)

Waarom de combi omvormer en power optimizers?
En niet voor micro-omvormers?
En waarom überhaupt optimizers op je schaduwloos dak?

Zonnepanelen en brandgevaar

Ik zie het om me heen (toevalig in de wijk), spreek installateurs, heb ervaring, lees verontrustende ongefundeerde berichten in de populaire media en heb zo mijn eigen theorieën; brand bij zonnepanelen komt voor en is wat aan te doen!

Mijn eigen ervaring en theorie is altijd geweest om de zonnepanelen boven op de dakpannen te plaatsen, in plaats van die ‘over het algemeen’ beter gewaardeerde in-dak-systemen waarbij de zonnepanelen in-plaats-van de dakpannen worden geplaatst. Door de ruimte tussen het dak en de panelen ontstaat een verkoelende luchtstroming waardoor de panelen beter presteren. Immers, hoe heter de panelen hoe slechter het rendement. Te berekenen valt dat op een hete zomerdag het wel 5% kan schelen.

Daar komt nog bij dat bij in-dak-systemen de ruimte onder de panelen oncontroleerbaar warm kan worden. Hoe warm en of dit schadelijk is weet ik als niet-deskundige niet.

En met het toenemend aantal panelen in Nederland (super goed!) neemt ook het aantal problemen toe, logischerwijs. En de excessen zoals brand. Mijn theorie is altijd al dat door de hitte onder de panelen er iets vlam kan vatten; of isolatie kan smelten waardoor er kortsluiting zou kunnen ontstaan.

Tot zover ongefundeerde amateuristische gedachtenkronkels.

Gelukkig zijn er ook onderzoekers die het goed willen en kunnen uitzoeken. TNO heeft in opdracht van RVO (Rijksdienst Voor Ondernemend Nederland). En die is begonnen er naar te kijken – ze weten het allemaal nog niet zeker – en de eerste tekenen wijzen op de verbindingen. De aansluitingen van de energie-kabels van de zonnepanelen naar de inverter in huis. Dit worden natuurlijk warm en kwetsbaar zo onder de zonnepanelen. En als dat niet goed gebeurd dan neemt het risico op problemen toe. Het moet bij de installatie ook meteen goed natuurlijk; zonnepanelen hebben de eigenschap dat ze geen bewegende delen hebben en eigenlijk nul onderhoud behoeven; ze liggen op je dak en je hoeft er nooit naar om te kijken. Maar dan moet het wel goed zitten!

Dus de tips voor veilige zonnepanelen met minder zorgen:

  • kies voor zonnepanelen boven op de pannen, met een luchtlaag
  • laat de zonnepanelen installeren door ervaren installateurs
  • gebruik connectoren van dezelfde fabrikant
  • gebruik goed gereedschap om de verbindingen te maken (goede installateurs zullen dit doen

De aanbevelingen van TNO (citaat Solar Magazine)

  • Licht installateurs per direct voor over (de noodzaak van) deugdelijke connectorverbindingen: TNO adviseert dat branchevereniging Holland Solar binnen 1 maand met een communiqué naar buiten treedt waarin de installateurs worden opgeroepen om hetzelfde type en merk connectoren te gebruiken voor de verbindingen.
  • De Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO.nl) moet een multidisciplinaire commissie samenstellen, of breidt een bestaande commissie uit, die op korte termijn adviseert over constructie en materiaalbrandbaarheidseisen van indaksystemen, evenals over regulering middels normering en/of richtlijnen ter voorkoming van crossmating van connectoren.
  • Er moet een multidisciplinaire stresstest plaatsvinden met waarheidsgetrouwe pv-installaties op testdaken: hiertoe is een experimentele opstelling die een stresstest faciliteert.
  • Er moet evaluatie en mogelijke aanscherping van certificatie van installateurs plaatsvinden: er zou een advies moeten worden uitgebracht of de eisen van het certificaat Zonnekeur en eventueel andere certificaten aangescherpt moeten worden. In het bijzonder moet bekeken worden of, naast de vereiste van 1 examen van 1 medewerker (meestal leidinggevende) per bedrijf, niet alle installateurs een soortgelijk of verwant certificaat dienen te halen om de werkzaamheden gecertificeerd te kunnen uitvoeren.
  • Er moeten publieke middelen gereserveerd worden om aan de bovenstaande aanbevelingen invulling te kunnen geven.

 

Bron: TNO rapport voor RVO

Aanleiding: bericht op Solar Magazine en de blog van Floris Wouterlood

Topstuk van het huis – de zonnepanelen geplaatst

Huis met nieuwe zonnepanelenOp 1 maart zijn de zonnepanelen geplaatst. Door een verschoven planning (dat gebeurd in heel de sector continue begrijp ik inmiddels) was ik eerder dan verwacht aan de beurt. Bij mij konden de 32 Hanwha Q.Cells zonnepanelen worden geïnstalleerd, per stuk 310 Wp en totaal bijna 10.000 kWp.
De mannen ingehuurd door Zon Advies Nederland hadden eerst nog een uitdaging met de beugels voor de panlatten (de panlatten waren dikker dan verwacht), maar na ontvangst van een nieuwe doos konden ze met een laddertje prima het dak op om de rails en de panelen zelf netjes te monteren.De zonnepanelen worden gelegd

Ik heb bewust gekozen voor op-dak-panelen in plaats van een in-dak-systeem vanwege de hitte-ontwikkeling van de panelen in de zomerse periode. Door de luchtlaag onder de panelen vindt er natuurlijke koeling plaats. En bovenal heeft een koeler paneel ook nog eens een hoger rendement. Dat scheelt 0,37% per graad, dus als panelen 10 graden koeler blijven (60 ipv 70 graden) dan hebben ze bijna 4% hogere opbrengst.  En ik heb panelen uitgezocht waar de temperatuursafhankelijkheid beperkt is; -0,37% tegenover bijvoorbeeld 0,5% wat ik ook zie bij nieuwere panelen.

Klaarstaand zonnepaneel bovenkantDe montage van de SolarEdge omvormer laat nog even op zich wachten; niet alleen was de ruimte nog niet goed afgewerkt, ook was de installatie nog niet voorbereid op de maximale 14.5 Ampere per fase die het systeem kan gaan leveren aan de meterkast. De fanatieke mannen namen de omvormer dus weer mee voor een volgende keer de definitieve installatie. Bedrading van panelen binnen - nog niet aangesloten

De aanwezige optimizers per paneel zorgen er overigens voor dat – nu de draadeinden binnen in het huis los klaarliggen – er nu niet 32 x 40V (1280Volt) op de draden van de panelen staat maar slechts 1Volt. Wel zo’n veilige gedachte voor iedere aanwezige op de bouwplaats.

Zonnepanelen van dichtbij

 

Wanneer je alvast naar dakpannen kijkt

foto Dakpan Tuiles du Nord

Tuiles du Nord

Op mijn huidige huis uit 1929 heb ik Tuiles du Nord pannen,wat ik er prima vind uitzie (conform het vooroorlogse tijdsbeeld). Sneldek betonnen pannen hebben mij nooit aangestaan. En wat hoort nu op een mooi modern huis uit 2018 a 2019?

Ik heb een voorkeur voor leipannen; glad en strak.

dakpannen type leipan

Leipannen

Maar…. niet alle  pannen kunnen op alle dekhellingen. Mijn voorkeur voor een dakhelling van 30graden voor een ideale hoek voor de zonnepanelen matcht niet met leipannen. In een later stadium – wanneer de keuze echt moet worden gemaakt – zal ik mij eens goed laten informeren door deskundigen.

Hieronder een schematisch overzicht bij welke dakhelling welke pannen geschikt zijn. Leipannen dus geschikt van 90 tot 35 graden. 🙁

 

Schema dakpannen en mogelijke hellingshoek

 

© 2021 Eco Zonnewoning

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑