Wat is de prijs van een zonnepaneel?

De prijs van een los zonnepaneel (dus excl. inverter, bekabeling en materialen) is recht evenredig met het STC of piekvermogen van het paneel. Als vuistregel kun je uitgaan van €1,-/Wp (incl BTW). Panelen met een hoger rendement zijn vaak duurder terwijl de opbrengst niet hoger is. Het voordeel van panelen met een hoger rendement is dat ze minder dakoppervlak in beslag nemen.

Is een zonnepaneel met een hoger rendement beter?

Het rendement van een zonnepaneel is niets anders dan het geleverde vermogen per vierkante meter. Hierdoor nemen panelen met een hoger rendement minder ruimte in beslag. Per vierkante meter neemt de opbrengst dan ook toe (meer vermogen). De opbrengst van een zonnepaneel wordt echter gerelateerd aan het vermogen (kWh/kWp). Een 100Wp paneel met een rendement van 17% zal dan net zoveel energie leveren als een 100Wp paneel van 12%.

Wat betekent STC?

Voordat een zonnepaneel de fabriek verlaat wordt bepaald hoe groot het vermogen is. Dat vermogen wordt gemeten onder vooraf gedefinieerde condities. Aangezien een paneel gevoelig is voor straling EN temperatuur is wereldwijd afgesproken het paneelvermogen te meten bij een instraling van 1000W/m2 en een paneeltemperatuur van 25 graden Celsius. We noemen dat 'Standard Test Conditions', afgekort STC.

Wat is het verband tussen vermogen, rendement en oppervlak van een paneel.?

Het verband tussen rendement, oppervlak en vermogen van een zonnepaneel is als volgt :

P = A * N * 1000
A = P/(1000 * N)
N = P/(1000 * A)

waarbij geldt,

P is het STC vermogen van het paneel in Watt.
A is het oppervlak in m2.
N is het rendement van het paneel.
1000 is de instraling in Watt per m2 waarbij het piek- of STC- vermogen van het paneel bepaald wordt.

Een paneel van 100Wp met een rendement van 12% heeft dan een oppervlak van 100/(1000 x 0,12) = 0,83 m2.
Een paneel van 120Wp met een rendement van 15% heeft een oppervlak van 120/(1000 x 0,15) = 0,8 m2.
Een paneel van 1 m2 met een rendement van 15% heeft een piekvermogen van 150W.

Wat is de temperatuurcoefficient van een zonnepaneel?

Het rendement van een zonnepaneel is niet constant. Het is afhankelijk van de hoeveelheid opvallende straling EN van de temperatuur van het paneel. Als de temperatuur van het paneel stijgt wordt het rendement lager. De temperatuurcoefficient geeft aan hoe gevoelig het paneel(rendement) reageert op een temperatuurverandering (van het paneel dus).

Op het specificatieblad van het paneel vindt je deze waarde terug. Het wordt uitgedrukt in procenten per graad Kelvin. Een gangbare waarde is 0,47%/K. Dat betekent dat het paneelrendement met 0,47% verandert bij een temperatuurverandering van 1 graad. Zonnepanelen kunnen erg heet worden (tot wel 60 graden). Aangezien het paneelrendement bij 25 C bekend is (het STC rendement) kan je dus vrij eenvoudig bepalen hoe groot het rendementsverlies is bij een paneeltemperatuur van 60 graden. Bij een paneel met een rendement van 15% en een temp.coefficient van 0,47%/K bedraagt het rendementsverlies (60-25) x 0,47 = 16,45%. Indien de instraling 1000W/m2 is en de paneeltemperatuur 60 graden dan bedraagt het werkelijke paneelrendement (1-0,1645) x 15% = 12,53%.

Wat is de prijs van een een inverter?

De kosten van een inverter zijn rechtevenredig met het maximale geleverde vermogen. Kleine inverters zijn relatief duurder dan grote inverters. Als vuistregel kun je uitgaan van €250/kW voor inverters groter dan 3kW en €350/kW voor inverters kleiner dan 3kW. Deze richtprijzen zijn inclusief BTW.

Waarom heb ik een inverter nodig?

MPP-tracking

Om zoveel mogelijk electrisch vermogen aan een zonnepaneel te onttrekken "zoekt" de inverter voortdurend naar het punt waarbij het product van paneel- stroom en spanning maximaal is. Dat wordt wel het 'Maximum Power Point' (MPP) genoemd. Het MPP verschuift zodra de instraling of de temperatuur van het paneel veranderd. Een inverter is dus altijd voorzien van een of meerdere MPP-trackers.

Stroomconversie

Zonnepanelen leveren gelijkstroom. Het electriciteitsnet wordt gevoed met wisselstroom. De taak van de inverter is om de gelijkstroom uit de zonnepanelen te transformeren naar een sinusvormige wisselstroom. Tevens wordt de geleverde wisselstroom gesynchroniseerd met de netfrequentie (50 Herz). Dit is allemaal nodig om het door de zonnepanelen geleverde vermogen "op" het net te zetten zodat het verbruikt kan worden. Bij afwezigheid van een netfrequentie (bij uitval of als er een zekering in de meterkast doorslaat) zal de inverter zichzelf uitschakelen.

Welke verliezen heeft een inverter?

Verliezen in een inverter worden veroorzaakt door de omzetting van gelijkstroom in wisselstroom. Ook de MPP-tracker is altijd 'zoekende' waardoor niet altijd het maximale vermogen uit een paneel gehaald wordt. Al deze electronische handelingen hebben tot gevolg dat er verliezen ontstaan. Die verliezen bedragen tegenwoordig nog slechts enkele procenten. Ook zijn de verliezen niet altijd gelijk maar afhankelijk van het door de inverter geleverde vermogen. Het maximum rendement van moderne inverters ligt tussen de 93% en 99%.

Hoeveel PV-panelen kunnen worden aangesloten op een inverter.?

Dat hangt af van het maximale ingangsvermogen (DC) van de inverter EN uiteraard van het piek vermogen per paneel. Bovendien moeten de gebruikte panelen gelijke electrische eigenschappen hebben zodra ze in serie worden geschakeld (string-concept). Teveel panelen (overdimensioneren) kan de levensduur van de inverter negatief beinvloeden. Te weinig panelen levert een iets lager inverterrendement op. Ook de stroom en de resulterende spanning uit de panelen mag niet groter (of kleiner) worden dan wat de inverter aankan. Het is zeker niet zo dat elk paneel is aan te sluiten op elke inverter. Het aantal panelen is gelimiteerd als gevolg van genoemde beperkingen.

Wat is een string?

Om meerdere panelen tegelijk aan te sluiten op één inverter worden PV-panelen in serie geschakeld. Dat noemen we een string panelen. De inverter 'ziet' zo'n string als 1 groot paneel. Op de wat grotere inverters kunnen zelfs meerdere strings worden aangesloten. Heeft een inverter maar 1 MPP tracker dan moeten die verschillende strings gelijk zijn qua type en aantal panelen. Heeft de inverter meerdere MPP trackers (1 MPP per string) dan hoeven de strings niet gelijk te zijn. Het voordeel van het string concept is dat de kabelverliezen kleiner worden en er voor meerdere panelen maar 1 inverter nodig is. Het grote nadeel is dat de string net zo goed presteert als het slechtste paneel. Als er in de string een paneel is dat beschaduwd wordt of vervuild raakt dan heeft dat gevolgen voor de hele string (minder opbrengst).

Inverters met 1 MPP tracker en meerdere string aansluitingen

Voor dit gangbare type inverter is het heel belangrijk dat de verschillende strings gelijke orientatie en hellingshoeken hebben. Zo niet, dan zullen de stromen in de verschillende strings ongelijk zijn waardoor de MPP tracker geen eenduidig MPP kan vinden. De opbrengsten van het complete systeem zullen daardoor lager uitvallen. Inverters met meerdere MPP trackers hebben hier geen last van maar zijn vaak duurder.

Waarom is het EU rendement lager dan het maximale rendement?

De verliezen in een inverter zijn afhankelijk van het geleverde vermogen. Het maximale rendement is daardoor niet representatief voor het behaalde rendement in de praktijk. Het EU rendement is een gewogen gemiddelde van rendementen gerealiseerd bij verschillende vermogens. Dit rendement geeft een realistischer beeld hoe de inverter gemiddeld in de praktijk presteert. Het EU rendement ligt meestal 1 a 2 procent lager dan het maximale rendement.

Hoeveel energie levert een PV systeem per jaar?

De opbrengst van een pv-systeem is afhankelijk van 3 zaken.

  • De hoeveelheid straling op de panelen.
  • Het vermogen van de panelen.
  • Verliezen in het pv-systeem (zie Performance Ratio)

LET OP: De onderstaande berekening is geldig voor het Nederlandse klimaat.

Instraling in het pv-vlak

De jaarlijkse instraling in het pv vlak wordt uitgedrukt in kWh/m2 (kilowattuur per vierkante meter). In Nederland bedraagt de instraling op jaarbasis op een horizontaal vlak gemiddeld 1020 kWh/m2. In het westen van Nederland is de instraling enkele procenten hoger, in het oosten iets lager. De instraling op niet-horizontale vlakken is afhankelijk van de orientatie en de hellingshoek. Met behulp van de onderstaande tabel kan de horizontale straling worden omgerekend naar een schuin vlak. De tabel bevat gemiddelde instralingscoefficienten op jaarbasis voor Nederland.

LET OP: Door obstructies (omringende bebouwing en bomen) zal de instraling op de panelen verminderen.

De opbrengst van een pv-systeem (in kWh) kan berekend worden met de onderstaande formule:
Opbrengst (kWh) = Instraling op het paneelvlak(kWh/m2) x PV-vermogen (kWp) x Performance Ratio

Performance Ratio (PR) van pv-systemen.
De PR is een maat voor de systeemverliezen in het pv-systeem. Deze verliezen komen tot uitdrukking in de term (1-PR).
De Performance Ratio is gedefinieerd als de opbrengst in kWh/kWp gedeeld door de instraling in kWh/m2.
De Performance Ratio van een pv-systeem is afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte componenten. Bij gebruik van hoogwaardige componenten kan de PR (op jaarbasis) in Nederland oplopen tot 0,88 met kristallijne panelen en tot 0,93 bij amorf silicium panelen. De verliezen (1-PR) bestaan grofweg uit:

  • instralingsverliezen 3% tot 7%
  • temperatuurverliezen 1% tot 3%
  • inverter- en kabelverliezen 3% tot 10%

Wat is de beste plek voor zonnepanelen?

Zonnepanelen zetten straling (daglicht, zonlicht) om in electriciteit. Het is dus zaak dat het zonnepaneel zoveel mogelijk straling ontvangt. Voor Nederland is dat een zonnepaneel dat gericht is op het zuiden met een hellingshoek van 30 graden EN vrij zicht op de hemelkoepel.

Obstructieverliezen

Wanneer de hemelkoepel deels wordt afgeschermd door obstakels (gezien vanuit het paneel) zal de ontvangen straling afnemen. Feitelijk ALLES wat boven de horizon uitsteekt EN 'gezien' wordt door het paneel verminderd de productie. Bevestig de zonnepanelen dus bij voorkeur niet onder of naast een dakuitbouw maar altijd erboven. En probeer de panelen zo ver mogelijk weg te houden van schoorstenen en afvoerpijpjes. De verliezen door obstructies varieren van enkele procenten bij weinig obstructies tot wel 20% bij veel obstructies (bomen, dakuitbouw, naburige bebouwing).

Wie op een plat dak 2 of meer rijen panelen achter elkaar zet moet zorgen dat de achtergelegen rij panelen de voorliggende rij zo min mogelijk 'ziet'. Bij een onderlinge afstand tussen de rijen van 4 a 5x de hoogte van de voorliggende rij hebben de panelen geen 'last' meer van elkaar. In de praktijk plaatst men de rijen vaak op een onderlinge afstand van 2x de hoogte in verband met het beschikbare dakoppervlak. Overweeg in zo'n geval om de panelen onder een kleinere hellingshoek te monteren (20 graden ipv 30 graden). Op deze wijze wordt het platte dak beter benut.

Orientatieverliezen

Een dak dat vrij zicht heeft op het oosten of westen levert 10% tot 25% minder energie dan een 'vrij' dak op het zuiden. Een dak met een orientatie tussen zuidoost en zuidwest benadert al redelijk de ideale situatie. Bij deze orientatie ligt de ideale helling tussen de 20 en 40 graden. Een dak op het oosten of westen moet daarentegen een kleinere helling hebben (10 a 20 graden).

Een plat dak heeft als voordeel dat de panelen kunnen worden 'weggedraaid' van al te grote obstakels en zo een beter zicht krijgen op de hemelkoepel. Bij een plat dak is een zuidelijke orientatie dus niet altijd de beste oplossing.

Hoeveel duurder (of goedkoper) is door PV opgewekte energie?

De kostprijs van PV enerige voor particulieren is op dit moment LAGER dan ingekocht vermogen van een 'energieleverancier'. Dat komt vooral omdat de prijzen van zonnepanelen de laatste 2 jaar flink zijn gedaald.

Een PV-systeem koopt u voor ca. €2,10,-/Wp (dit is inclusief BTW, installatie- EN onderhoudskosten) en gaat 25 jaar mee. De gemiddelde opbrengst zal in veel gevallen 800 kWh/kWp of hoger zijn.

De kostprijs van een kilowattuur (kWh) zonnestroom is gelijk aan de aanschaf- en onderhoudskosten gedeeld door de totale opbrengsten.

De kostprijs van energie uit zonnepanelen komt dan uit op 2,10/(0,8 x 25) = € 0,11 ofwel 11 eurocent per kilowattuur (!!!)

De prijs van een kilowattuur, gekocht van een 'energieleverancier' (incl. BTW en energiebelasting), bedraagt 22 a 24 eurocent (prijspeil 2013). Daarmee is PV vermogen voor kleinverbruikers op dit moment (2013) de helft goedkoper* dan vermogen betrokken van een 'energieleverancier'. Bedenk verder dat grijze (fossiele) energie veel maatschappelijke kosten (o.a. milieuschade) veroorzaakt die niet in de energieprijs verrekend is. PV energie daarentegen is absoluut schoon en veilig.

 

U kunt op eenvoudige wijze controleren of en hoeveel zonnepanelen of zonnecollectoren op uw dak toepasbaar zijn op : http://www.watisjouwzonwaard.frl/