Rekenhulp voor uw zonnepanelen
Een tuinhuisje op het platteland, een hutje aan de rand van het bos of een huisje aan het meer zijn allemaal geweldige dingen. Zo ook een kampeervakantie met uw eigen caravan. Maar hoe mooi natuurrecreatie ook is, het ontbreekt vaak aan de belangrijke basisvoorziening van elektriciteit en water. Wat de watervoorziening betreft, kunt u zich gemakkelijk behelpen met drinkwater uit jerrycans en regenwater om te besproeien.
Helaas is het niet zo eenvoudig als het om elektriciteit gaat. Zonder toegang tot netvoeding biedt een 12 V zonnesysteem uitkomst. Elke redelijk ervaren hobbyist kan dit zonder al te veel moeite installeren. Het is vooral belangrijk om de juiste componenten voor een fotovoltaïsch systeem te bepalen, zodat de apparatuur ook op betrouwbare wijze van stroom wordt voorzien.
Solar systemen zijn een geweldige manier om de kracht van de zon te benutten.
Daarom hebben wij voor u een zonnesysteemcalculator voor een 12 V stand-alone fotovoltaïsch systeem opgesteld. U hoeft alleen maar het aantal en het vermogen van uw verbruikers in te voeren en de bedrijfstijd per dag, en het programma berekent de benodigde componenten voor uw systeem tot een max. energiebehoefte van 2880 Wh.
Hoe berekent u een zonnepaneel of fotovoltaïsch systeem?
Het berekenen van een 12 V stand-alone zonnepaneel is vrij eenvoudig als u de onderstaande stappen volgt:
1. Bepaal het benodigde vermogen
Als eerste moet u het benodigde vermogen bepalen. Het vermogen in W (watt) is aangegeven op het toestel of in de technische gegevensbladen. In sommige gevallen wordt in plaats van het vermogen het stroomverbruik in mA (milliampère) of A (ampère) vermeld. Als het vermogen en het stroomverbruik niet worden aangegeven, moet de stroom worden gemeten met behulp van een multimeter of een ampèretang. Als u bijvoorbeeld een stroom van 0,5 A meet bij een spanning van 12 V, kan het vermogen (P) worden berekend aan de hand van de volgende formule:
P = U x I (12 V x 0,5 A) = 6 W
Belangrijk:
Hoe lager het vermogen van de te bedienen verbruikers, hoe kleiner en rendabeler het vereiste zonnepaneel wordt. Daarom is het zinvol om zuinige 12 V LED lampen te gebruiken in plaats van verliesgevende 12 V halogeenlampen.
Tip:
Voor verbruikers zoals radio's is het stroomverbruik afhankelijk van het volume. Bij kamervolume is het stroomverbruik aanzienlijk lager dan het in de technische gegevens vermelde maximumvermogen.
Extra informatie over koelkasten:
Het berekenen van de energiebehoefte van een koelkast is lastig, omdat de compressor voor het koelen niet continu draait. De verhouding tussen de looptijd en de pauzetijd hangt af van vele factoren, zoals de omgevingstemperatuur, de ingestelde koeltemperatuur, de isolatie en de vullingsgraad. Een andere factor is hoe vaak en hoe lang de deur van de koelkast openstaat. Wanneer een koelkast van 230 V via een omvormer van 12 V wordt gebruikt, moet u er rekening mee houden dat op het moment dat de compressor wordt ingeschakeld, het door de koelkast verbruikte vermogen ca. 10 maal zo hoog is als het continue vermogen tijdens de werking. Niet elke omvormer is ontworpen voor zulke hoge inschakelstromen.
2. De bedrijfstijden van de verbruikers bepalen
Even belangrijk als het stroomverbruik van de verbruikers is hun bedrijfstijd. Want het speelt een grote rol of een verbruiker gedurende 30 minuten of gedurende 3 uur van stroom moet worden voorzien. Vooral als de verbruiker veel stroom nodig heeft.
De bedrijfstijden van de verbruikers zijn eveneens van belang bij de berekening.
3. Bereken de energiebehoefte
Als het vermogen en de bedrijfstijden vastliggen, kan de werkelijke energiebehoefte worden berekend. Als er verbruikers en/of verschillende bedrijfstijden zijn, moet de waarde voor de energiebehoefte afzonderlijk worden berekend en vervolgens worden opgeteld.
Voorbeeld:
In ons rekenvoorbeeld gaan wij ervan uit dat 2 lampen van elk 6 W 's avonds 2 uur branden en 1 lamp van 10 W 30 minuten brandt. Bovendien is er een 12 V televisie van 30 W die gedurende een uur moet worden gevoed.
2 x 6 W = 12 W x 2 h = 24 Wh
1 x 10 W = 10 W x 0,5 h = 5 Wh
1 x 30 W = 30 W x 1 h = 30 Wh
De vereiste elektrische behoefte voor alle verbruikers is 59 Wh. Verdere verbruikers worden naar behoefte bepaald volgens hetzelfde schema en het resultaat wordt toegevoegd aan de 59 Wh.
4. Bepaal de capaciteit van de accu
Solaraccu's mogen niet te ver worden ontladen. Dan gaan ze minder lang mee.
Voor een zonnepaneel met een accu van 12 V komt de energiebehoefte van 59 Wh overeen met een accucapaciteit van 59 Wh : 12 V = 4,92 Ah (ampère-uur). Dit betekent: Om alle verbruikers gedurende de vastgestelde periode te kunnen voeden, moet de energie-opslag-eenheid een capaciteit van 4,92 Ah beschikbaar hebben. Om te voorkomen dat de batterij te diep wordt ontladen en daardoor in de cycle mode komt (constant ontladen en weer opladen), mag de verwijderde capaciteit niet meer dan 20% van de accucapaciteit bedragen. In dit geval moet de solaraccu een capaciteit hebben van ten minste 24,6 Ah.
5. Bepaal de grootte van het zonnepaneel
De fabrikanten vermelden in de technische gegevens altijd het maximale piekvermogen (Wp = Wattpiek) voor de zonnepanelen. Deze waarde wordt echter alleen bereikt wanneer de zon met vol vermogen op de module schijnt onder een hoek van 90°. Zodra de instraling of de hoek niet goed is, daalt het vermogen van de module. In de praktijk blijkt dat een zonnepaneel op een gemiddelde zonnige zomerdag gedurende een periode van 8 uur ongeveer 45% van zijn piekvermogen levert. Om de benodigde energie uit het rekenvoorbeeld weer in de accu te laden, moet het zonnepaneel als volgt worden berekend:
(59 Wh : 8h) : 0,45 = 16,39 W
Het zonnepaneel moet daarom een piekvermogen van 16,39 Wp of meer hebben.
Het zonnepaneel moet optimaal op de zon worden gericht.
Onze tip:
Door de stand van de zon moet een zonnepaneel in de lente en de herfst in een scherpere hoek worden geplaatst dan in de zomer. Om deze reden adviseren wij een verstelbare bevestiging voor het zonnepaneel. Als dit niet mogelijk is, moet de module steiler worden geplaatst, zodat in het voorjaar en het najaar de beste opbrengst (oogst) wordt verkregen. In midzomer wordt de te steile hoek gecompenseerd door de langere zonneschijnduur.
6. Bepaal de laadregelaar
Het elektronische hart van een fotovoltaïsch systeem
Bij de keuze van de laadregelaar is de modulestroom het belangrijkste selectiecriterium. Wanneer de solaraccu volledig is opgeladen, wordt het zonnepaneel namelijk losgekoppeld van de accu en via de regelaar kortgesloten. Dit voorkomt dat de door het zonnepaneel opgewekte spanning te hoog wordt en het zonnepaneel beschadigt.
De modulestroom van de laadregelaar moet daarom gelijk zijn aan of hoger zijn dan de kortsluitstroom van het gebruikte zonnepaneel. Indien in een PV-systeem meerdere zonnepanelen parallel worden geschakeld, is de som van de kortsluitstromen van alle modules doorslaggevend. In sommige gevallen bewaken de laadregelaars ook de belastingen. Als een belasting de solaraccu tijdens een regenperiode te diep ontlaadt, koppelt de regelaar de belasting tijdig los van de batterij.
Tip:
Als u van plan bent uw zonnepanelen later uit te breiden, bespaar dan niet op de laadregelaar en kies er een met een hogere modulestroom. Op die manier kunt u later een ander zonnepaneel of een extra elektriciteitsopslagunit aansluiten zonder de laadregelaar te moeten vervangen.
Feit
Het berekenen van een fotovoltaïsch systeem of het uitvoeren van een zonneberekening is in principe vrij eenvoudig. Het enige wat u hoeft te doen is de hierboven beschreven stappen te volgen. De bouw en ingebruikneming van een fotovoltaïsch systeem is al even eenvoudig. Daarna is het onderwerp elektriciteitskosten niet meer relevant voor u. Omdat de door zonne-energie opgewekte elektriciteit gratis is en er geen lopende bedrijfskosten zijn voor uw zonnepanelen. Dit zijn echt redenen om voor zonne-energie te kiezen.