De Siderea PV Simulator.
Rekenen aan zonnepanelen.
Zonnepanelen maken electriciteit uit daglicht. Daglicht heet officieel “globale straling” en meteostations wereldwijd meten deze globale straling. Dag- en uurwaardes van deze globale straling worden bijvoorbeeld voor Nederland 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 Solargis. Er zijn ook softwarepakketten te koop (zoals PVSYST of PVSOL) waarmee de productie van een zonnestroom installatie berekend kan worden.
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. Wil je weten hoeveel jouw zonnepanelen gaan produceren dan krijg je daar geen duidelijk antwoord op. Installateurs bijvoorbeeld hanteren vaak het kental 850 kWh/kWp onder gemiddelde omstandigheden. Maar wat zijn eigenlijk ‘gemiddelde omstandigheden'? En wat is de opbrengst onder minder gemiddelde omstandigheden. Daar krijg je helaas geen antwoord op vanwege een structureel gebrek aan kennis en ernstige tekortkomingen in de verouderde rekenmodellen waar bovenstaande producten (nog steeds) gebruik van maken.
Siderea maakt aan deze onzekere situatie een eind met de introductie van de 'Siderea PV Simulator'. Hiermee kan voor het eerst de ACTUELE opbrengst van een willekeurig pv-systeem nauwkeurig berekend worden. Ideaal dus om te controleren of jouw pv-systeem nog steeds goed functioneert.
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 kan worden berekend door de straling op de panelen te vermenigvuldigen met het (energetische) rendement van het pv-systeem.
Rekenen met 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).
Voor het berekenen van de straling op een schuin vlak maakt de Siderea PV Simulator gebruik van de internationale standaard ISO 15469 (Spatial Distribution of Daylight).
Dit model beschrijft voor verschillende weersomstandigheden de ruimtelijke verdeling van straling uit de hemelkoepel. Met de formules van dit model kun je de straling op een schuin vlak berekenen door de hemelkoepel te verdelen in segmenten en vervolgens voor elk segment te bepalen in hoeverre dit segment bijdraagt aan de ontvangen straling op het schuine vlak. Effecten door beschaduwing worden simpelweg berekend door bepaalde segmenten uit te sluiten van de berekening (blokkade).
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 zonnepaneel
- het rendement van het zonnepaneel
- de electrische bekabeling (lengte en diameter)
- het rendement van de omvormer
- mogelijke begrenzingen van stroom, spanning of vermogen in de omvormer
Verliezen in een pv-systeem.
1) Verliezen door reflectie.
Reflectieverliezen ontstaan doordat de afdekplaat van het paneel een klein deel van de opvallende straling reflecteert (spiegeling).
2) Rendementsverlies van het zonnepaneel door lage instraling.
Bij afnemende instraling (op het paneelvlak) neemt het rendement van het zonnepaneel geleidelijk aan af. De relatie tussen de instraling en het paneelrendement (relatief t.o.v. het STC rendement) wordt weergegeven in afbeelding 1.
Zonnepanelen maken electriciteit uit daglicht. Daglicht heet officieel “globale straling” en meteostations wereldwijd meten deze globale straling. Dag- en uurwaardes van deze globale straling worden bijvoorbeeld voor Nederland 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 Solargis. Er zijn ook softwarepakketten te koop (zoals PVSYST of PVSOL) waarmee de productie van een zonnestroom installatie berekend kan worden.
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. Wil je weten hoeveel jouw zonnepanelen gaan produceren dan krijg je daar geen duidelijk antwoord op. Installateurs bijvoorbeeld hanteren vaak het kental 850 kWh/kWp onder gemiddelde omstandigheden. Maar wat zijn eigenlijk ‘gemiddelde omstandigheden'? En wat is de opbrengst onder minder gemiddelde omstandigheden. Daar krijg je helaas geen antwoord op vanwege een structureel gebrek aan kennis en ernstige tekortkomingen in de verouderde rekenmodellen waar bovenstaande producten (nog steeds) gebruik van maken.
Siderea maakt aan deze onzekere situatie een eind met de introductie van de 'Siderea PV Simulator'. Hiermee kan voor het eerst de ACTUELE opbrengst van een willekeurig pv-systeem nauwkeurig berekend worden. Ideaal dus om te controleren of jouw pv-systeem nog steeds goed functioneert.
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 kan worden berekend door de straling op de panelen te vermenigvuldigen met het (energetische) rendement van het pv-systeem.
Rekenen met 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).
Voor het berekenen van de straling op een schuin vlak maakt de Siderea PV Simulator gebruik van de internationale standaard ISO 15469 (Spatial Distribution of Daylight).
Dit model beschrijft voor verschillende weersomstandigheden de ruimtelijke verdeling van straling uit de hemelkoepel. Met de formules van dit model kun je de straling op een schuin vlak berekenen door de hemelkoepel te verdelen in segmenten en vervolgens voor elk segment te bepalen in hoeverre dit segment bijdraagt aan de ontvangen straling op het schuine vlak. Effecten door beschaduwing worden simpelweg berekend door bepaalde segmenten uit te sluiten van de berekening (blokkade).
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 zonnepaneel
- het rendement van het zonnepaneel
- de electrische bekabeling (lengte en diameter)
- het rendement van de omvormer
- mogelijke begrenzingen van stroom, spanning of vermogen in de omvormer
Verliezen in een pv-systeem.
1) Verliezen door reflectie.
Reflectieverliezen ontstaan doordat de afdekplaat van het paneel een klein deel van de opvallende straling reflecteert (spiegeling).
2) Rendementsverlies van het zonnepaneel door lage instraling.
Bij afnemende instraling (op het paneelvlak) neemt het rendement van het zonnepaneel geleidelijk aan af. De relatie tussen de instraling en het paneelrendement (relatief t.o.v. het STC rendement) wordt weergegeven in afbeelding 1.
Afbeelding 1.
Verloop van het paneelrendement als functie van de instraling.
3) Rendementsverlies van het zonnepaneel door temperatuur.
Behalve de instraling wordt het paneelrendement ook beïnvloed door de temperatuur van het paneel. Hoe warmer het paneel, hoe lager het rendement. De paneeltemperatuur is weer 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 en diameter van de bekabeling (electrische weerstand) en de stroomsterkte door de bekabeling.
5) Rendement van de omvormer.
Het rendement van de omvormer neemt geleidelijk aan af bij lage ingangsvermogens (DC). De relatie tussen het aangeboden DC vermogen en het rendement (t.o.v. het max. rendement) ligt vast in een rendementskarakterestiek. Zie afbeelding 2.
Behalve de instraling wordt het paneelrendement ook beïnvloed door de temperatuur van het paneel. Hoe warmer het paneel, hoe lager het rendement. De paneeltemperatuur is weer 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 en diameter van de bekabeling (electrische weerstand) en de stroomsterkte door de bekabeling.
5) Rendement van de omvormer.
Het rendement van de omvormer neemt geleidelijk aan af bij lage ingangsvermogens (DC). De relatie tussen het aangeboden DC vermogen en het rendement (t.o.v. het max. rendement) ligt vast in een rendementskarakterestiek. Zie afbeelding 2.
Afbeelding 1.
Verloop van het omvormerrendement als functie van afgegeven vermogen.
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. De nauwkeurigheid is hoog. De foutmarge op maand- en jaarbasis bedraagt slechts enkele procenten.
De Siderea PV Simulator is een zeer betrouwbaar hulpmiddel om de productie van een bestaande (of nog te realiseren) zonnestroom-installatie inzichtelijk te maken. De nauwkeurigheid is hoog. De foutmarge op maand- en jaarbasis bedraagt slechts enkele procenten.