In de bovenstaande grafieken staan de werkelijke en berekende opbrengsten van enkele pv systemen. De grafiek rechtonder is een berekende dagproductie van 11 februari 2008 van een 501Wp systeem en vergeleken met de werkelijke productie. 11 februari 2008 was een zonnige dag. Ook hier 'scoort' de simulator opmerkelijk goed. De afwijking aan het eind van de dag is minimaal.

Afbeelding 2.
Verloop van het inverterrendement als functie van het maximaal afgegeven vermogen.

De nauwkeurigheid van de Siderea PV Simulator..
De Siderea PV Simulator is een zeer betrouwbaar hulpmiddel om de productie van een bestaande (of nog te realiseren) zonnestroom-installatie inzichtelijk te maken. Siderea heeft recentelijk een grootschalig onderzoek afgerond naar de bewezen nauwkeurigheid van de Simulator. Uit dit onderzoek blijkt dat de berekende maand- en jaaropbrengsten slechts enkele procenten(!) afwijken van de gerealiseerde opbrengsten. Het onderzoek is inmiddels gepubliceerd (zie artikelen en reacties).
Ook uit onderzoek van de Universiteit van Utrecht blijkt dat het Siderea rekenmodel superieur is in vergelijking met de bestaande modellen SOMES en INSEL.

De Praktijk
.
Ter illustratie zijn hieronder enkele grafieken afgebeeld met de simulatie-resultaten voor enkele pv-systemen waarvan de opbrengstgegevens regelmatig op internet gepubliceerd worden. Voor deze systemen is een opbrengst-berekening gemaakt die in de grafieken wordt vergeleken met de gerealiseerde opbrengst.

Rekenen aan zonnepanelen.
Zonnepanelen maken electriciteit uit (zonne-)straling. Deze straling wordt globale straling genoemd en meteostations wereldwijd meten deze straling. Dagwaardes van de horizontale straling worden voor Nederland bijvoorbeeld vrijgegeven door het
KNMI. Met deze gegevens zou je dus achteraf kunnen uitrekenen hoeveel electriciteit een zonnepaneel op een gegeven lokatie moet hebben geproduceerd. Dat kan en dat wordt ook gedaan door bijvoorbeeld SPYCE (Satellite Photovoltaic Yield Control & Evaluation). Bovendien zijn er prijzige softwarepakketten verkrijgbaar die de opbrengst van een zonnestroom installatie kunnen berekenen.

Met al dit fraais mag je dus verwachten dat de opbrengst van een zonnepaneel in Nederland tot ver achter de komma bekend is. Niets is echter minder waar. Wilt u weten hoeveel uw panelen gaan produceren dan krijgt u meestal te horen dat het 80 kWh per m2 is. Of, aan de kust wat meer dan in het binnenland. Veel instanties hanteren weer een opbrengst van 850 kWh per 1000 Watt aan zonnepanelen onder ideale omstandigheden. Maar wat zijn eigenlijk 'ideale omstandigheden'? En wat is de opbrengst onder minder ideale omstandigheden. Daar krijgt u helaas geen antwoord op vanwege ernstige tekortkomingen in de bestaande rekensoftware.

Siderea maakt aan deze onzekere situatie een eind met de introductie van de '
Siderea PV Simulator'. Hiermee kan voor het eerst de opbrengst van een willekeurig pv-systeem nauwkeurig berekend worden. Ideaal dus om te controleren of uw pv-systeem goed functioneert. Maar hoe gaat dat in zijn werk.

De Siderea PV simulator.

De Siderea PV simulator.
De
Siderea PV Simulator is een rekenmodule die de dagproductie van een gegeven pv-systeem kan nabootsen. Dat gebeurt aan de hand van door het KNMI gemeten waardes van de globale straling (daglicht) en de gemeten luchttemperatuur (zonnepanelen zijn gevoelig voor temperatuur). De dagopbrengst aan elektrische energie wordt berekend door de straling op de panelen te vermenigvuldigen met het rendement van het pv-systeem.

Opbouw van de Simulator.
Voor het berekenen van de dagopbrengst van een gegeven pv-systeem moeten een aantal zaken bekend zijn:
1) gegevens over het pv-systeem
2) de straling op het paneelvlak
3) het rendement van het pv-systeem

Gegevens over het pv-systeem.
Voor het simuleren van een pv-systeem zijn gegevens nodig die invloed hebben op de productie. Dat zijn technische specificaties (panelen, omvormer) maar ook geografische (straling en temperatuur) en ruimtelijke gegevens (orientatie, hellingshoek, beschaduwing).

Straling op het schuine paneelvlak (het stralingsmodel).
De dagsom van de straling op een schuin paneelvlak is gelijk aan de (gemeten) horizontale straling vermenigvuldigt met de zogenaamde 'Tilt Factor' (TF). De TF is de verhouding tussen de straling op het schuine paneelvlak en het horizontale vlak. De TF is afhankelijk van de hoeveelheid en samenstelling van de horizontale straling (directe en diffuse straling), de dag van het jaar, de hellingshoek, de oriëntatie, de beschaduwing en de door het paneel gereflecteerde straling (reflectieverlies). Voor het berekenen van de Tilt Factor maakt de Siderea PV Simulator gebruik van een aangepaste versie van het model van Steven en Unsworth uit 1979. Met dit model worden ook de effecten berekend ten gevolge van beschaduwing en reflectie.

6) Overige verliezen.
Dit zijn verliezen die veroorzaakt worden doordat de panelen niet precies gelijk zijn (electrisch) en door regelfouten in de omvormer.

Bepaling van het systeemrendement.
Het systeemrendement is afhankelijk van de opgetreden verliezen in het pv-systeem. De verliezen in een pv-systeem zijn afhankelijk van:
- de instraling op het paneel
- de paneeltemperatuur
- verliezen in de electrische bekabeling
- het rendement van de inverter
- overige verliezen

De verliezen in een pv-systeem.
1)
Verliezen door vervuiling en reflectie.
Vervuiling van het paneel betekent dat er minder straling omgezet wordt in electriciteit. Reflectieverliezen ontstaan doordat de afdekplaat van het paneel een klein deel van de opvallende straling reflecteert (spiegeling). Door vervuiling nemen de reflectieverliezen echter af doordat de afdekplaat dan minder spiegelend wordt. Het gecombineerde effect door vervuiling en reflectie zal daardoor, binnen zekere grenzen, stabiel blijven. Reflectieverliezen worden berekend door het stralingsmodel.

2) Rendement van het paneel (instralingsverliezen).
Het rendementverlies als gevolg van de instraling (op het paneelvlak) wordt bepaald door de paneelkarakterestiek. De paneelkarakterestiek is de relatie tussen het paneelrendement (tov het STC rendement) en de instraling. Zie afbeelding 1.

Afbeelding 1.
Verloop van het paneelrendement als functie van de instraling.

3) Rendement van het paneel (temperatuurverliezen).
Behalve door de instraling wordt het paneelrendement ook beïnvloed door de temperatuur van het paneel. Hoe warmer het paneel, hoe lager het rendement. De paneeltemperatuur is afhankelijk van de instraling op het paneelvlak, de luchttemperatuur en de mate van ventilatie (wijze van montage).

4)
Kabelverliezen (DC).
Het verlies in de DC bekabeling is afhankelijk van de lengte van de bekabeling (electrische weerstand) en de hoeveelheid stroom door de bekabeling.

5)
Rendement van de inverter.
Het rendement van de inverter is afhankelijk van het maximum rendement van de inverter en het aangeboden DC vermogen. De relatie tussen het aangeboden DC vermogen en het rendement (tov het max. rendement) ligt vast in een rendementskarakterestiek. Zie afbeelding 2.