Aanzicht
Handicom goes Solar too!


Zonnige input voor onze
ontwikkeling van computer- en communicatie-hulpmiddelen voor gehandicapten.
Wilt u ook zonnepanelen? Bezoek www.handicomsolar.nl
English Nederlands


het ABC van PV-systemen

PV

PV staat voor Photo-Voltaïsche omzetting. Licht (bijvoorbeeld zonlicht) wordt opgevangen door panelen en terplekke direct omgezet in een electrische energie. Dit i.t.t. thermische zonnepanelen die het opgevangen zonlicht in warmte omzet, bijvoorbeeld t.b.v. van de warmwater voorziening.
Daarnaast zijn er ook grootschalige (industriële) systemen/technologiën die zonlicht (vaak indirect) omzetten in stroom, maar omdat deze niet voor de particulier of het MKB zijn weggelegd komen ze hier ook niet aan de orde.

Panelen

Er bestaan wereldwijd wel duizenden soorten/modellen PV-panelen, die in een tiental verschillende categorieen zijn in te delen. zie link1

Stel we hebben een aantal panelen van type XYZ, en er valt (flink wat) licht op onze zonnepanelen. Op de aansluitdraaden komt er een spanning te staan en als we deze ergens op aansluiten zal er een stroom gaan lopen. De electrische stroom uit (vrijwel alle soorten) PV panelen is gelijkstroom. Daar kun je bijvoorbeeld accu’s mee opladen of gelijkstroom apparaten mee aansturen, bijvoorbeeld een drinkwaterpomp in een weiland of een koelkast in een camper of op je boot. Maar het kan het electriciteitsnet niet op, daar is wisselstroom voor nodig.

Eiland of net-gekoppeld?

Opgewekte energie moet altijd direct ergens naar toe. Als er overdag lekker veel zon is en we pas s’avonds de lampen aandoen moeten we het

  • óf opslaan om later te kunnen aanspreken, middels accu´s bijvoorbeeld
  • óf overdag onze overtollige stroom aan onze stadsgenoten leveren zodat de centrales overdag even minder kolen hoeven te verstoken, en s´avonds toch maar een beroep doen op de grote centrales.
De eerste situatie wordt ook wel ´eiland´ configuratie genoemd. Vaak hebben we veel dure accu’s nodig die ook nogal wat onderhoud vergen. Hier komt de komende jaren wellicht wat verandering in, maar anno 2008 is dat nog niet economisch rendabel, tenzij je echt op een eilandje zit waar er nog geen electriciteitsaansluiting zit. Een paar kilometer kabel laten aanleggen loopt dan ook fors in de papieren.
De 2e situatie wordt de ´Net-gekoppelde´ configuratie genoemd. Wat we meer produceren dan verbruiken (van moment op moment dus) gaat het electricteitsnet weer op, en als we te weining zelf poduceren zijn we weer gewoon afnemer van electrische energie.

Voor vrijwel alle Nederlanders gaat het dus om net-gekoppelde PV-systemen. (anno 2008).

Omvormers

Om de gelijkstroom van de panelen om te zetten in wisselstroom dat dan het net op kan is een omvormer nodig, vaak met het engelse woord Inverter aangeduid. De Duitsers noemen het vaak (foutief) een WechselRichter (???). Er zijn enkele tientallen fabrikanten van dergelijke omvormers, elk vaak met meerder modellen varierend van klein tot zeer groot.

Iedere omvormer heeft zijn eigen optimale werkgebied qua ingangsspanning en stroom. Vaak worden er meerdere panelen in serie (achter elkaar) geschakeld om een hogere spanning te krijgen. Dit noemen we vaak een ´string´. Soms worden er een aantal strings paralel geschakeld (naast elkaar) om een hogere stroom te krijgen. Het een en ander is sterk afhankelijk van de type panelen, aantal, soort inverter, klimaatgegevens, locatie en opstelling. Dit is van grote invloed op de totale prestatie van het systeem en vinden van een optimum verre van eenvoudig. Gelukkig zijn er diverse goede software-programma’s voor ontwikkeld.

Zo´n inverter doet vaak een aantal dingen voor ons. Het zet niet alleen de gelijkstroom om in wisselstroom, maar zoekt vaak ook het optimale werkpunt van de panelen bij deze lichtinval, controleert of het de spanning op het net inorde is, houdt bij hoeveel energie er is opgewekt in de afgelopen periode, etc etc. Even een tegenvaller voor velen: de inverter zal bij een stroomstoring direct uitschakelen! Dit is om veiligheidsredenen. Het risico is nl te groot dat al uw apparatuur in huis een te grote spanning krijgt als er meer aan zonneenergie wordt opgewekt dan dat u afneemt. Een spanning van 230V uit uw stopcontacten kan (helaas) alleen bij een goedwerkend electriciteitsnet.

Bekabeling

Stroom gaat (gelukkig) niet door de lucht, tenzij het om bliksem gaat. Maar dat betekent wel dat we de panelen op de omvormers moeten aansluiten (met dc-kabels) en dat er ook een (ac-)kabel tussen de invertor(s) en de meterkast moet liggen. Alleen kleine systemen (tot 600Wp) mogen direct op een stopcontact worden aangesloten.
De dc-kabels moeten vaak een hoge spanning aankunnen (tot wel 1000V) liggen grotendeels buiten en liggen vele jaren bloot aan allerlei weersinvloeden (UV-licht, beweging door wind, regen, sneeuw, kou en warmte) en afhaneklijk van de grootte van het systeem soms vele amperes stroom te voeren bij volle zon. De ac-kabel moeten voldoen aan allerlei eisen waar ook de normale binnenshuis electra aan moet voldoen.

Bemetering

Op de meeste omvormers kunt U prima zien hoeveel stroom u hebt opgewekt. In principe bent U dus klaar, tenzij u

  • subsidie op uw opgewekte energie hoopt te kunnen vangen
  • geld terug wilt zien op de door U aan uw leverancier teruggeleverde stroom wilt zien.
In beide gevallen zult U officiële meters moeten hebben of laten installeren die dit voor U meten. Zie link

Basisbegrippen Electriciteit

Een paneel dat ergens op is aangesloten levert bij een bepaalde spanning een stroom. Het product van deze twee is het vermogen, de energie.
Het voltage wordt vaak aangeduid met de letter U, met als eenheid Volt, V.
De stroom wordt vaak aangeduid met de letter I, met als eenheid Ampere, A.
Het vermogen wordt vaak aangeduid met de letter P, met als eenheid Watt, W.
P = V * I
P is echter een waarde die van moment tot moment kan veranderen. Tsja, er komt nog wel eens een wolkje voor de zon langs schuiven :(.
Voor de productie is het echter interessant te weten hoeveel energie er over een bepaalde paeriode is geleverd, zeg een dag, of over een heel kalenderjaar. Hier wordt je uiteindelijk over afgerekend!
Dan is er sprake van de eenheid Wh (watt-uur), of meer gebruikelijk kWh (kilowatt-uur). Stel dat op een mooie zonnige dag uw super-PV-systeem 3 uur lang 4 Ampere levert, en dat al die tijd bij 500 Volt. (Het komt nooit voor dat het zo konstant is, maar stel even dat dat zo is.)
Het vermogen is dan 500 x 4 = 2000 W = 2 kW en dat 3 uur lang, dus in deze periode is er 6 kWh geproduceerd. Uw inverter heeft dit fraai weten om te zetten bij een rendement van 95%. Uiteindelijk zal u bruto-productiemeter na afloop van deze 3 uur 5.7 kWh hoger aangeven, als deze al getallen achter de komma kan weergeven.

Verder nog handig om te weten: gelijkstroom wordt vaak aangeduid met de letters DC of dc, wisselstroom met AC of ac.

De productie capaciteit van PV-panelen wordt vaak uitgedrukt in Wp (Watt-Piek). Dit is de opbrengst van zo´n paneel bij een voorgeschreven test-omgeving. Heel globaal voor nederland de (momentane) opbrengst bij volle heldere zon als die loodrecht op het paneel staat. (???) Deze maat wordt veel gebruikt, bijvoorbeeld voor de subsidiabele waarden, maar ook de groote van de inverter etc etc. Ook de hele systeem-grootte wordt vaak uitgesdrukt in Wp, zijnde de som van alle Wp’s van alle panelen.

Let op: Het woordgebruik ´stroom´ is soms verwarrend. In de volksmond betekent het vaak zoiets als ´electrische energie´, dit i.t.t. de meer stricte betekenis van stroom dat misschien beter Ampèrage genoemd zou kunnen worden.

3/PVBasics