Watt Piek

Paul stelde deze vraag op 22 december 2019 om 14:35.

 Goedemiddag,
Installateurs van zonnepanelen gebruiken een factor van 0,85 om Wattpiek om te rekenen naar kWh. 1 kWp panelen is dan ongeveer 0,85 kWh in een jaar. Maar niemand kan tot nu toe uitleggen hoe ze aan die 0,85 komen. Voor zover ik weet is 1 Wp gelijk aan 1 watt gedurende 1 seconde. En is 1 kWh gelijk aan 1000 watt gedurende 1 uur. Klopt dat? En kunt u me helpen hoe ik vervolgens aan die 0,85 kan komen? Bij voorbaat hartelijke dank,
Paul Jansen

Reacties

Theo de Klerk op 22 december 2019 om 15:09
Watt is een eenheid van vermogen (=energie/seconde), in SI eenheden  J/s
1 Wp is 1 J/s als piek, ofwel 1 W. Niet 1 W/s - dat zou een energie/seconde2 zijn - een soort energieversnelling????

Zonnepanelen leveren zelden wat ze theoretisch zouden kunnen leveren door allerlei verliezen onderweg (opwarming, inefficiente omzetting zonlicht in elektriciteit). Daarnaast (maar dat is niet op het paneel aan te rekenen) is de stand van de zon van belang (winter/zomerhoogte) en positie van de panelen (noord/zuidgericht).

De zonneconstante (instraling van licht op aarde) is 1,367·103 W/m2  : 1367 W op elke vierkante meter als we die vierkante meter loodrecht op de zon-aarde lijn kunnen zetten. Dat is vrijwel nooit het geval. De panelen staan niet altijd op het zuiden gericht en staan ook nog eens "schuin" op de zonneverbindingslijn.

Van die 1300 W blijft voor een paneel van 1m2 maar weinig over - er is nog veel te verbeteren in deze bedrijfstak. Bovendien zijn de meeste platen geen vierkante meter groot (dus proportioneel minder zonlicht vangen), en het omzettingsproces licht - elektriciteit is inefficient. Niet alle golflengten van het licht worden even goed geabsorbeerd (soms helemaal niet) waardoor panelen niet zwart (alles geabsorbeerd) maar een kleur blauw zijn.

Zo heeft men bepaald dat onder de meest gunstige omstandigheden een zeker paneel maximaal bijvoorbeeld 300 W levert (of Wp - watt-piek, geen echte eenheid maar een manier om te zeggen "maximaal levert het 300 W op"). Breng in rekening dat verliezen optreden door opwarming van het paneel, transportverliezen, enz, is blijkbaar een "vuistregel" bedacht op ervaringsfeiten gebaseerd dat slechts 85% van het maximaal haalbare ook gerealiseerd wordt in de gunstigste omstandigheden.
Die omstandigheden zijn verder zelden gunstig: panelen staan niet loodrecht op de zon gericht, liggen niet pal zuid en de zon belicht ze gedurende de dag steeds anders (idealer zou zijn als ze de zonpositie zouden volgen).  Panelen op het noorden gericht leveren zelfs vrijwel niks op.

1 kWh = 1 k (=1000)  W gedurende een uur (=3600 s) 
zodat 1 kWh inderdaad 1000 W levert gedurende het tijdsbestek van 1 uur, in totaal 1000 W (of J/s) x 3600 s = 3,6 .106 J wordt geleverd.

Een al oud boekje dat ik ooit uit een Kringloop redde is "Zonne-energie voor iedereen" door C.C. Cobarg, uitgave De Muiderkring (1978). Er is natuurlijk al veel gebeurd in de afgelopen 40 jaar maar de werking van zonnepanelen wordt er aardig toegelicht.
Theo de Klerk op 22 december 2019 om 15:35
Uit Natuur & Techniek mei 1999:

Zonnecellen werken niet alleen in de felle Zon maar ook bij een bewolkte hemel. De gemiddelde opbrengst hangt af van de hellingshoek van het zonnepaneel en de windstreek waar het paneel naartoe wijst. De opbrengst is optimaal als het paneel een hoek van 36° met de horizon maakt en naar het zuiden wijst. Een gangbaar zonnepaneel heeft een piekvermogen van 100 watt per vierkante meter (honderd watt-piek, zo heet dat). Een zonnepaneel van een vierkante meter levert dan bij maximale zoninstraling een vermogen van honderd watt. Het gemiddelde vermogen van zo'n paneel - dag en nacht, zomer en winter - is ongeveer tien watt, wat overeenkomt met 80 kWh per jaar. Dat staat gelijk aan 2,5% van het gemiddelde huishoudelijke energieverbruik.
Jan van de Velde op 22 december 2019 om 15:55

Paul Jansen plaatste:

Installateurs van zonnepanelen gebruiken een factor van 0,85 om Wattpiek om te rekenen naar kWh. 

klopt, dat is de gangbare vuistregel.

Paul Jansen plaatste:

 1 kWp panelen is dan ongeveer 0,85 kWh in een jaar. 

Nee. Die kilo hoort daar niet. Een installatie van bijvoorbeeld 2000 Wp zal in Nederland volgens die vuistregel op jaarbasis gemiddeld 0,85 x 2000 = 1700 kWh elektrische energie leveren. 

Die factor is ingeschat op basis van gemiddeld aantal lichturen x gemiddeld zonvermogen x gemiddelde hoek van de panelen.  Voor andere landen gelden andere factoren uiteraard (in het algemeen hoe zuidelijker, hoe hoger) .

Het is slechts een (oude) vuistregel. Mijn eigen panelen doen het bijvoorbeeld een stuk beter: mijn installatie is me verkocht als 2700 Wp, voor een jaarproductie van gemiddeld 2300 kWh, maar leverde me over de afgelopen 6 jaar gemiddeld rond de 2900 kWh/jaar. Dan is het niet 0,85 maar 1,07. Ook in mijn tot nu toe slechtste jaar bleef ik boven de 1. Toch liggen mijn panelen nagenoeg zuidoost, en onder een iets vlakkere dan de ideale helling. Wel woon ik in een iets bovengemiddeld zonnige hoek van Nederland, en erg zuidelijk. 

Verder heb ik een redelijk onschuldige afwijking, ik hou graag statistiekjes bij, en ik vergelijk mijn productie maandelijks met wat ELIA ( de Belgische netbeheerder) publiceert aan zonne-energieproductie per regio. Op een capaciteit van 550 MWp voor heel de provincie Oost-Vlaanderen haal ik een gemiddelde jaarproductie van 560 GWh uit de registraties van de afgelopen 6 jaar.  Over alle installaties in die regio ligt die factor dus ook al een tikje boven de 1, ondanks dat ook lang niet al die installaties ideaal gericht zullen liggen. 

Die factor 0,85 lijkt dus een onderschatting. Eén voordeel heeft het gebruik daarvan wel, voor de installateurs: het scheelt een hoop geklaag over onderpresterende zonne-installaties :)  
Want stel je voor dat jou een jaarproductie van 2000 kWh is voorgespiegeld, en je haalt de eerste twee jaar maar 1900 en 1950 kWh. 

Groet, Jan
Theo de Klerk op 23 december 2019 om 01:51
Mijn eigen 6 zonnepanelen van elk 300 Wp (een maat voor het aantal kilowatturen (kWh) dat per jaar geleverd wordt) leveren dan jaarlijks 6 x 300 = 1800 kWh opleveren. Momenteel (met nog 8 dagen te gaan in dit jaar waarin maar weinig wordt opgewekt in de donkere dagen rond kerst) is er 1760 kWh opgewekt. Dat zou 1760/1800 = 98% zijn van het theoretisch haalbare.

(Zonnenpanelen is net zo belachelijk als pannenkoeken)
Jan van de Velde op 23 december 2019 om 02:12

Theo de Klerk plaatste:

Wp (een maat voor het aantal kilowatturen (kWh) dat per jaar geleverd wordt) 
nee, dat geldt alleen in Nederland ongeveer, omdat hier die vuistregelfactor rond de 1 ligt, op Sint Eustatius haal je een vuistregelfactor van 1,6.

Dat piekvermogen wordt onder standaardomstandigheden (1000 W/m², 25°C paneeltemperatuur) bepaald. 

https://nl.wikipedia.org/wiki/Wattpiek


Ik vermoed dat ze die wattpiek paneel voor paneel meten en bepalen, aan het eind van de productielijn. Want van alle merken/series zijn er licht verschillende Wp-vermogens te koop, zie bijvoorbeeld:



Dus dat productieproces is niet helemaal precies te sturen, als ze een serie van 250 Wp draaien komt daar alles tussen 240 en 260 Wp uit kennelijk. 



Nog een leuke bron:

http://www.siderea.nl/zonne-energie/jaararchief/lob_jr18/lob_jr18.html

In die tabellen  komt toch weer die 0,85 terug, maar dan niet als factor van kWh/jr/Wp , maar als kWh geproduceerd voor elke kWh globale instraling.
Paul op 24 december 2019 om 13:24
Bedankt voor alle reacties. Na de kerstdagen ga ik ze bestuderen want to nu toe begrijp ik ze nog niet echt goed. Maar na het vak Natuurkunde op de HBS en als bijvak op de Universiteit heb ik er niet veel meer aan gedaan. Ik wil dus ook snappen hoe je de eenheden Wp en kWh naar elkaar omzet. Maar dat zal wel lukken als ik er wat tijd in kan stoppen. Maar zeer bedankt dus tot zo ver.
Paul
Jan van de Velde op 24 december 2019 om 14:41

Paul Jansen plaatste:

Ik wil dus ook snappen hoe je de eenheden Wp en kWh naar elkaar omzet. 

Dat is heel simpel: niet. 

Hoe meer wattpiek vermogen er op je dak ligt, hoe meer kilowatturen elektrische energie je produceert op een jaar. Als je die logica snapt ben je een heel eind.

Je mag in Nederland voor één watt piekvermogen elk jaar ongeveer één (heel toevallig...) kilowattuur elektrische energie verwachten. Afhankelijk van waar je in Nederland woont, hoe je panelen gericht zijn enz mag dat eens eentiende meer of minder zijn. In Zweden zal dat een stuk minder wezen, in Spanje een stuk meer. Maar van omrekenen van Wp naar kWh kan geen sprake zijn, net zo min als van omrekenen van liters benzine naar gereden kilometers. 

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vierentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)