Zonnepaneel, is dat wat?

De vraag of zonnepanelen iets voor jou zijn is helemaal afhankelijk van het normale gebruik van jouw camper. Rijd je elke dag een uurtje dan zijn er goedkopere oplossingen om jouw huishoudaccu op peil te houden (zie daarvoor “Benut jouw dynamo/alternator voor de volle 100%”). Sta je daarentegen vaak enkele dagen achtereen “wild” zonder een verplaatsing, dan kan een zonnepaneel op jouw dak een oplossing zijn.

Hoeveel energie levert een zonnepaneel?

De Gemiddelde Dagelijkse Opbrengst (GDO) van een paneel wordt als volgt berekend: Een 100 Wp (Watt-piek) zonnepaneel laadt onder perfecte omstandigheden 100 Watt per uur. Maar, perfecte omstandigheden zijn er niet. Tussen maart en oktober komt in Nederland al het licht op een dag overeen met 4 uur perfecte omstandigheden (4 volle zonuren). De gemiddelde opbrengst van bijvoorbeeld een 100 Watt paneel is dus: 100 Watt x 4 volle zonuren = 400 Watt-uur per dag. Ga je noordelijker, naar Scandinavië bijvoorbeeld, dan wordt de hoek waaronder de zon op het paneel schijnt kleiner (en daarmee de opbrengst lager), maar daar tegenover staat dat de zon langer schijnt (tot wel 24 uur per dag als je boven de poolcirkel komt). Per saldo levert jouw paneel ook daar gemiddeld per dag die 4 volle zonuren. Alleen als je naar het Zuiden gaat, wordt de opbrengst per dag groter. Gemakshalve reken ik echter voor heel Europa met deze factor 4.
Alle zonnepanelen zijn zo samengesteld dat ze per paneel ongeveer 18V gelijk- spanning leveren. Hoeveel ampère het paneel levert is afhankelijk van de grootte in Wp.Het 100Wp paneel van hierboven levert 5,55 A, omdat 100 / 18 = 5,55 In het overzicht hierboven is de gemiddelde dag-opbrengst van een 100 Wp zonnepaneel in Nederland weergegeven.
De dag-opbrengst is ook afhankelijk van het type laadregelaar (zie hieronder). Een MPPT-regelaar levert ongeveer 30% meer energie-opbrengst. Daar hoort nog wel een opmerking bij. De energie van het zonnepaneel wordt in de camper bijna nooit rechtstreeks gebruikt; deze wordt nl. gebruikt om de accu op te laden. Zodra de accu geheel vol is, stopt het laden en gaat de energie als warmte “verloren” in het zonnepaneel. Of het zonnepaneel in werkelijkheid de volle energie kan leveren is dus ook afhankelijk van de mate waarin de accu is ontladen, c.q. geladen.

Relatie tussen accu en zonnepaneel

Omdat de energie die door het zonnepaneel wordt opgewekt zal moeten worden opgeslagen (direct energie van het paneel afnemen kan wel, maar dit wordt bijna altijd in combinatie met een laadregelaar en een accu gedaan) bepaalt de grootte (capaciteit) van de accu ook de maximale capaciteit van het zonnepaneel. En de capaciteit van jouw accu is, als het goed is, afgestemd op jouw dagelijkse verbruik; zo hangt alles met elkaar samen.
Als we uitgaan van een normale deep-cycle semi-tractie lood-accu, zoals de Bosch L5 013 die je tot 50% mag ontladen en een MPPT-laadregelaar met een hogere opbrengst dan de gewone PWM-laadregelaar (zie hieronder) dan krijg je het volgende staatje. Links de accu capaciteit, gebaseerd op jouw gemiddeld verbruik (middelste kolom) en rechts de capaciteit van de zonnecel die dat verbruik weer “oplaadt” in één dag:

Uit dit overzicht blijkt dat het geen zin heeft om bij een accu-capaciteit van 125 Ah een zonnepaneel van 300 Wp te plaatsen; de helft van de tijd ligt jouw zonnepaneel dan werkloos op jouw dak want er is geen behoefte (meer) aan energie en dat is zonde van een op zich toch dure investering.

Welke laadregelaar heb ik nodig?

Een accu is een gevoelig apparaat. Als je een accu niet op de juiste manier laadt zal de accu niet geheel volgeladen worden maar zal ook de levensduur afnemen. Een laadregelaar zorgt er voor dat de stroom vanuit het zonnepaneel op een gedoseerde manier naar de accu gaat. In een bepaalde fase van het laden van de accu zal de laadregelaar zelfs de stroomsterkte beperken om te voldoen aan de juiste laadmethodiek. Een goede laadregelaar is dus ter behoud van jouw accu en betaalt zich zelf terug. Laadregelaars heb je in twee soorten: PWM en MPPT. PWM staat voor Pulse With Modulation; dat betekent dat deze laadregelaar de stroomsterkte aanpast aan de fase waarin het laadproces zich bevindt. Zo zal de PWM laadregelaar minder stroom(sterkte) leveren als het laadproces zich aan het eind bevindt. MPPT staat voor Maximum Power Point Tracking. De MPPT-regelaar gebruikt zoveel mogelijk het volle vermogen van de zonnecel door naast de stroomsterkte (zoals PWM-regelaar doet) ook de spanning aan te passen aan de laadcyclus. Een MPPT-regelaar bepaalt het optimale werkpunt zodat het maximale vermogen uit het paneel wordt gehaald. Het meeste voordeel wordt bereikt bij lage accuspanning. Als de accu voller raakt neemt het voordeel af. Door deze werkwijze levert een MPPT-regelaar 30% meer energie aan de accu dan een PWM-regelaar. Je betaalt wel wat meer voor een laadstroomregelaar met MPPT maar die kosten haal je er zo uit: het zonnepaneel kan immers wat kleiner zijn omdat je meer opbrengst uit het zonnepaneel haalt. Met een traditionele PWM regelaar zal nooit het maximale vermogen van een zonnepaneel aan een accu kunnen worden afgegeven.3)
Bijvoorbeeld een paneel van 100 Wp levert bij een bepaalde maximale zoninstraling een stroom van 5,55 A bij een spanning van 18V. Wordt dit paneel aangesloten op een lege accu, stel 11,5 V dan levert het zonnepaneel op dat moment via een PWM laadregelaar maar 5,55A x 11,5V = 64 Wp.
Een MPPT regelaar kan in theorie met een 100Watt zonnepaneel een accu met een spanning van 11,5 Volt laden met 8,7 Ampère (W=V x A, dus A=W / V en dus 100 /11,5 = 8,7)
In de tabel hierboven van de gemiddelde dag-opbrengst van het 100 Wp zonnepaneel zie je dat ook terug. Levert zo’n paneel in juli met een PWM-laadregelaar 480 Wh, met een MPPT-laadregelaar neemt dat toe tot 620 Wh.

Zonnepanelen in serie of parallel?

Eén van de meest gestelde vragen: Moet je zonnepanelen in serie of parallel aansluiten? Op Internet vind je verschillende antwoorden en dat is ook logisch. Het hangt af van het doel waarvoor je zonnepanelen gebruikt. Worden die panelen gebruikt in de thuis-situatie, dus op het dak van jouw huis of schuur, dan liggen er tenminste 14 panelen die gebruikt worden om stroom (230V wisselspanning) terug te leveren aan het elektriciteitsnet. Die panelen liggen bijna altijd in serie, of zoals de installateurs het noemen: “in een string”. Wij kunnen de panelen beter parallel leggen; ik zal het proberen uit te leggen.

Worden er drie panelen van 100 Wp en een van 95 Wp in serie geschakeld dan bepaalt de zwakste schakel de opbrengst: 4 x 95 Wp = 380 Wp, want er kan gewoon niet meer stroom door het 95 Wp-paneel.

Indien we diezelfde panelen parallel schakelen dan is het een optelsom van de stroom die de 4 panelen leveren. P= U.I, U = constant na een bepaalde minimale straling, dus het vermogen wordt 3 x 100 + 1 x 95 = 395 Wp.
Om het voorbeeld eenvoudig te maken is er hier gekozen voor een 100 Wp paneel. In de praktijk zal dat mischien een 270 Wp paneel zijn met een -0/+5% tolerantie. Dat wil zeggen dat het paneel in het ongunstigste geval 270 Wp levert bij STC, en maximaal 270 +5% van 270 =283,5 Wp. Geen enkel paneel is gelijk. Dit wetende zou men zeggen: schakel dan al die panelen maar parallel, dan haal ik het maximale uit mijn zonnepanelen.
Voor zonnepanelen waarvan het uiteindelijke doel om stroom terug te leveren aan het elektriciteitsnet is dat in de praktijk lastig te realiseren. Dat komt omdat de goedkopere stringomvormers, zoals bijvoorbeeld de SMA sunnyboy, Kostal Piko, enz. pas kunnen werken vanaf een bepaalde (klem)spanning. Dit betekent dat men dus gedwongen wordt om de panelen in serie te schakelen. Het is zelfs zo dat installaties met minder dan 6 panelen niet op een dergelijke omvormer aan te sluiten zijn. Maar wij, in camperland, hebben daar zoals gezegd geen last van. Wij kunnen ze daarom voor een optimale opbrengst, parallel schakelen. En we hebben niet zoveel ruimte op ons dak dat het aantal zo hoog wordt dat de geleverde stroomsterkte een gevaar gaat vormen (wat vanaf 6 panelen van 100W wel een rol gaat spelen).

Wat kost zo’n zonnepaneel-installatie?

Als vuistregel kun je aanhouden dat je € 1,00 per Wp kwijt bent aan het zonnepaneel zelf. Daarbij komt nog bij:

  • een laadregelaar (PWM rond €50,00, MPPT ongeveer € 100,00
  • 2 aderige solarkabels: 4 mm² € 2,50 per meter, 6 mm² € 3,25 per meter (je hebt rood en zwart – + en 0 – nodig, vandaar 2-aderig)
  • bevestigingsmateriaal (spoilers), dakdoorvoer en sikaflex: € 70,00

Er is een levendige handel in zonnepanelen, met als gevolg ook sterk wisselende prijzen en aanbieders. Ik heb (januari 2018) even 150 Wp zonnepaneel monokristallijn ingetypt in Google en krijg als goedkoopste resultaat € 105,00 en als duurste € 260,00
Ik was voor mijn 150 Wp zonnepaneelset (van in totaal 12 kg aan gewicht) bijna € 300,00 kwijt en bespaar circa € 100,00 per jaar aan kosten voor een stroomaansluiting. Inmiddels heb ik de kosten er dus wel uit.
Overweeg je toch om een generator aan te schaffen:
Ter vergelijking: een 750 Watt Invertergenerator (levert zuivere sinus) van Kipor (IG770) kost € 299,00 aanschaf en vervolgens € 0,75 / uur brandstofkosten.

laatste wijziging 12 september 2019

Hoe nuttig was deze informatie?

Het spijt ons dat de infformatie niet niuttig was.

Reageer op deze pagina

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

  Subscribe  
Abonneren op