Instralingsschijf

[phi07]

Hallo allemaal,

Op zoek naar meer informatie over zonnepanelen kwam ik op internet deze figuur tegen: http://www.energiebe...lingsschijf.jpg (copyright energiebewust.nl)

Ik vind het een interessante grafiek, vooral de natuurkundige achtergrond. De figuur geeft het % van de jaarlijkse instraling weer afhankelijk van de orientatie (noord/zuid etc) en hellingshoek (tov horizon) van zonnepanelen. Bij een iets ZZO orientatie en een helling van ca 38 graden is het optimum.

Kan iemand mij vertellen hoe deze figuur is opgebouwd? De waarde van de optimale helling (38 graden) heb ik kunnen doorgronden: het is de gemiddelde hoek van de zon (90-zenith) op onze breedtegraad.

De kleine afwijking in orientatie ten opzichte van het zuiden kan ik echter niet begrijpen of vinden op het internet.

[Fred F.]

Het internet staat vol met dit soort plaatjes, allemaal net even anders, natuurlijk.

Er zijn ook plaatjes met juist een maximum in een iets ZZW richting:

[Michel Uphoff]

Theoretisch zou het hoogste rendenment m.i. gewoon in het zuiden horen te liggen. Ik neem aan dat deze schijf is afgeleid van de bekende tabel van Hespul, volgens mij heeft Ecofys er zo'n schijf van gemaakt. Volgens deze site heeft Ecofys dat overigens niet correct gedaan. Verder zie ik dat van deze tabel ook links-rechts / oost-west verwisselde oriëntaties bestaan.

Tabel-van-Hespul 4856 keer bekeken

Anyway, die Hespul tabel is dus niet op alle rijen volledig symmetrisch, de symmetrie-as slingert ook wat. Andere tabellen zijn wel symmetrisch (zie onder). Ik houd het dus op afwijkingen/foutjes/toleranties bij de meting, en niet op een natuurkundig fenomeen.

angle-and-orientation-chart 4873 keer bekeken

Tilt and orientation 4802 keer bekeken

[Fred F.]

Ik vermoed dat het met atmosferische condities op de meetlocatie te maken heeft.

Als de hemel, over het jaar gemiddeld, in de voormiddag iets helderder is dan in de namiddag ligt de optimale oriëntatie iets naar het oosten. Blijkbaar is dat het geval in Ukkel (Belgïe), die instralingsschijf van energiebewust.nl is die van Ukkel.

Als de hemel, over het jaar gemiddeld, in de namiddag iets helderder is dan in de voormiddag ligt de optimale oriëntatie juist iets naar het westen. Blijkbaar is dat het geval in De Bilt (Nederland).

Het gaat hierbij over een verschilletje van 1 % in jaaropbrengst, dus in feite de moeite van het noemen niet waard.

Dat Ecofys hun schijf volkomen verkeerd berekend zou hebben moet je maar niet al te serieus nemen. De Ecofys schijf verschilt (afgezien van de optimale oriëntatie) nauwelijks van die van Ukkel (België) als het gaat om opbrengst.

Overigens is zo'n instralingsschijf of tabel afhankelijk van de breedtegraad, dus wees voorzichtig met Engelstalige data want je weet meestal niet voor welk land (breedtegraad) die van toepassing is.

[Michel Uphoff]

De door mij gekozen voorbeeldjes hebben alle drie ongeveer 35 graden paneelhoek als optimum, en zijn dus m.i. goed vergelijkbaar. Het zou kunnen dat de ochtenden wat helderder zijn dan de middagen of andersom, het lijkt mij echter wel vrij sterk dat daar op iedere locatie voor gecorrigeerd zou worden, c.q. een feitelijke (en langdurige) meting wordt gedaan. Het lijkt mij alleen significant te kunnen zijn bij een fors wateroppervlak ivm spiegeling.

Ik zie het ook in de Hespul tabel niet terug, daar is geen rotatie van pakweg 12 graden over alle rijen. De bovenste rijen zijn symmetrisch en pas bij 30 graden begint de asymmetrie, bij 40 graden is er een terugval en daar boven zet de assymetrie weer door.

Gezien het ene procentje verschil inderdaad de moeite niet waard, maar de vraag ging over een achterliggende natuurkundige verklaring, als die er al zou zijn.

[Fred F.]

Het zou kunnen dat de ochtenden wat helderder zijn dan de middagen of andersom, het lijkt mij echter wel vrij sterk dat daar op iedere locatie voor gecorrigeerd zou worden, c.q. een feitelijke (en langdurige) meting wordt gedaan

Professionele weerstations zoals Ukkel en De Bilt kunnen dit soort metingen vele jaren zonder veel moeite uitvoeren. Een stel zonnecellen onder verschillende hellingshoeken en verschillende oriëntaties en stroompjes meten, meer is het toch niet. Wanneer zij zouden menen dat het resultaat exact symmetrisch moet zijn zouden zij hun data wel corrigeren voordat ze die aan anderen ter beschikking stellen. Ik kan me niet voorstellen dat die asymmetrie alleen het resultaat is van slordigheid of meetonnauwkeurigheid, maar ja, wie ben ik.

Ik zie het ook in de Hespul tabel niet terug, daar is geen rotatie van pakweg 12 graden over alle rijen. De bovenste rijen zijn symmetrisch en pas bij 30 graden begint de asymmetrie, bij 40 graden is er een terugval en daar boven zet de assymetrie weer door.

De Hespul tabel is niet gebaseerd op 12 graden afwijking.

Met die 12 graden bedoel je waarschijnlijk de instralingsschijf die ik in bericht #2 plaatste en die een optimum iets westelijk heeft. De Ecofys instralingsschijf heeft een minder extreem optimum wat ongeveer 5 graden westelijk ligt. Contourlijnen in beide schijven zijn duidelijk asymmetrisch.

De Ukkel instralingsschijf heeft een optimum dat een paar graden oostelijk ligt en het is goed te zien dat alle andere contourlijnen ook iets asymmetrisch zijn. De Hespul tabel heeft ook een optimum een paar graden oostelijk. Wie naar de uitersten van die tabel bij -90 en +90 graden kijkt ziet dat de hele tabel ietsje asymmetrisch is, niet alleen het optimum. Ukkel en Hespul lijken erg op elkaar en zijn wellicht op dezelfde data gebaseerd.

[phi07]

Zou iemand me kunnen helpen met formules aan deze grafiek? Ik zit er zelf veel mee te puzzelen maar heb niets bruikbaars kunnen vinden. Ik wil mijn eigen schijf maken, dus op mijn exacte locatie.

[StudentBanaba]

beste,
 
bestaat er gewoon geen invulapp waar je uw dakhelling (38°) en de oriëntatie (bij ons dak naar OOST en dak naar WEST) ingeeft en die u dan het resultaat geeft?
 
thx

[Jan van de Velde]

hangt er van af welk "resultaat" je beoogt maar er is van  alles te vinden
 
google zonnepanelen berekenen
 
and eat your heart out.

[StudentBanaba]

Ik wil eigenlijk bepalen hoeveel panelen ik leg op het dak Oost-gericht en hoeveel op het dak West-gericht.
De twee installateurs die hier over de vloer zijn geweest bepalen dat met de natte vinger, en dat is niet mijn ding. Ik wil dat onderbouwen waarom ik er zoveel op het ene en zoveel op het andere dak plaats. Ik woon in België, dus lijken mij de gegevens van Ukkel accuraat, maar ik zou die waarden willen invoeren in een programma en niet met de natte vinger bepalen waar ongeveer op de (verschillende) grafieken mijn situatie van dakhelling en oriëntatie zich bevindt.
 
bedankt!

[Jan van de Velde]

niet met de natte vinger bepalen waar ongeveer op de (verschillende) grafieken mijn situatie van dakhelling en oriëntatie zich bevindt.

Die installateurs hebben gewoon gelijk, het komt niet op een graad, dan ben je spijkers op laag water aan het zoeken. Verroeste en dus waardeloze spijkers bovendien. En significant verschillend zijn die grafieken of tabellen niet voor locaties die niet meer dan een paar graden noorderbreedte verschillen.
 
Zo'n tabel of grafiek  is voor de rest niks moeilijks aan. 
 
Oriëntatie van het dak zoek je uit op Google maps. Screenshotje met noord van boven, kompasroosje erop en aflezen. Het willekeurige huis in het midden heeft een oriëntatie van 116° resp 296° voor zijn oostelijke respectievelijk westelijke dak. Kan best een graadje meer of minder zijn maar dat gaat je echt geen tientallen kWh/m² op jaarbasis schelen.
 

dak 4689 keer bekeken

 
Dakhelling : meet de hoek aan de hand van je dakbalken, of maak buiten een foto een eindje van je huis vandaan. Kun je er al eens makkelijk 2° naast zitten, maar ook dat slaat geen verschillen als deuken in een pak boter. 
 

dakhelling catslaan 4688 keer bekeken

 
 
met beide gegevens prik je je dak op onderstaande grafiek:
 

zonnestraalschijf 4688 keer bekeken

 
en dan kun je aflezen hoeveel procent van een ideaal dak (zuidgericht en helling ca 35°) je mag verwachten te oogsten op jaarbasis. Het zwarte puntje is het ideale dak voor Ukkel (en ook al woon je daar 100 km vandaan dan levert dat nog geen verschillen van een heel procent), en mijn eigen dak zit in dat blauwe cirkeltje, dwz zo'n 140-142° ZO en helling ergens tussen de 29 en 31°. Waar ik in dat cirkeltje ook kijk, het percentage van het ideale dak is ergens tussen de 94 en 95 % . Ik woon zo'n 50 km noordelijk van Brussel dus ik zou er nog een kwartprocentpuntje naast kunnen zitten. Een huis verderop in de buurt met een andere oriëntatie die dezelfde (beertje foute) grafiek gebruikt zit er datzelfde kwartprocentpuntje naast en dus kan deze zelfde grafiek prima gebruikt worden om de potentiële productie van onze daken te vergelijken. 
 
De rest hangt o.a. af van je panelen en je omvormer. En ook daar kun je weer aan gaan rekenen tot je een ons weegt, het levert geen fluit op aan doorslaggevende data: twee identieke daken met identiek installaties, maar de ene vanwege windschaduw van een nabijgelegen gebouw op gewogen jaargemiddelde een paneeltemperatuur die 3°C  hoger ligt dan de andere en je levert op dat warmere dak alweer 1,2 - 1,5 % in. 
 
Ik heb 18 m² panelen op het dak liggen. Vorig jaar (een erg goed zonjaar) bijna 3000 kWh, dit jaar ga ik zo te zien de 2700 halen. Dat alleen is al 10% verschil. 
Een mens mocht willen dat hij zijn hele leven beslissingen kon nemen die, wat je ook besluit, hoogstens een paar procent verschil zullen blijken op te leveren. 
 
Een domme beslissing zou wel zijn om een oost- en een westgerichte set samen aan te sluiten op één omvormer. Dan gaan je oostgerichte panelen aan het eind van de middag een significant deel (dan praten we over tientallen procenten) van de productie van je westgerichte panelen opvreten (en 's morgens andersom). Maar dat hebben  je  installateurs je hopelijk wel verteld. 

[Benm]

Die laatste paar procent zullen altijd lastig zijn, maar niet heel belangrijk.

Als je schuine daken op het oosten en westen hebt is het enigszinds logisch de panelen over de daken te verdelen: dan heb je over een langer deel van de dag opbrengst, en is de piekbelasting van wisselrichters en bekabeling lager. Dat kan resulteren in een iets hoger rendement van het gehele systeem, al denk ik dat je 2 installaties pal naast elkaar moet leggen om dat te kunnen meten, zelfs over de hele levensduur van zo'n systeem.

[StudentBanaba]

besten,
 
beide bedankt voor jullie input!!
 
2 vragen @ Jan Van de Velde
- welke app gebruik je om met die roos de windrichtingen aan te duiden en de helling van het dak?
- ik veronderstel dat bij een installatie op twee daken een omvormer met twee kringen ook goed is (is dat gelijk aan 2 mpp trackers)?
 
bedankt!!

[Jan van de Velde]

- welke app gebruik je om met die roos de windrichtingen aan te duiden en de helling van het dak?
 

google maps voor de plattegrondfoto
windows knipselprogramma om dat te kopiëren
paintdotnet om het plaatje in te plakken, een rode lijn over de nok te trekken
google afbeeldingen om een transparant windroosje van internet te plukken
plak in een laag over de andere in paintdotnet.
beetje schuiven met die windroos, klaar.
 
dakhelling:
 
mijn eigen fototoestel
plaatje naar paintdotnet halen
laagje met transparante ruitjes erover (zie bijlage)
ruitjes verticaal en horizontaal tellen
met rekenmachine bgtan de hoek berekenen

[Jan van de Velde]

 
- ik veronderstel dat bij een installatie op twee daken een omvormer met twee kringen ook goed is (is dat gelijk aan 2 mpp trackers)?
 

De benaming "kring" ken ik niet, maar een omvormer met twee mpp-trackers is bedoeld voor twee afzonderlijke strings en is dus voor zo'n situatie als de jouwe bruikbaar. Kwestie van kosten vergelijken, maar één grote omvormer met twee systemen is wellicht goedkoper dan twee afzonderlijke kleinere omvormers. Nooit achter gezocht, want de andere kant van mijn dak ligt noordwest en dat vind ik de investering niet waard.