PV-Systeem, layout

De configuratie en opstelling van PV-panelen is altijd een compromis bepaald door de 'omgeving'.
Aangezien de nok van het zadeldak van ons huis ongeveer Noord-Zuid staat, kunnen daarop alleen PV-panelen worden gelegd met Oost- of West-kijkrichting:
'geschikt voor zonne-energie', zoals te zien op de zonnekaart van Hengelo, maar in samenhang met een dak-elevatie van 55 graden verlaagt het mogelijke PV-rendement bij voorbaat tot <80%.
In principe is kijken in Zuid-richting optimaler.
Aan de tuinkant bijna onbelemmerd, maar tot 10:00uur en na 16:00uur met schaduwwerking op het zadeldak en het schuurdak daarnaast:
daar blijft van de mogelijke 16 uur belichting zo effectief maar de helft over.
Om voldoende vermogen te krijgen combineert het PV-systeem een compact array op het zadeldak met een verspreide opstelling op het platte dak.
Met die configuratie is er PV-productie zolang er licht is.








De configuratie is resultaat van o.a. de volgende afwegingen:

• Investeringskosten vs. terugverdientijd
• Gewenste jaaropbrengst vs. globaal mogelijke opbrengst, waarbij dit diagram een leidraad kan zijn, uitgewerkt in de lokale zonnekaart.
  De geschatte instraling op je panelen op jouw locatie kun je laten berekenen door PVGIS onder rubriek Monthly Radiation of Daily Radiation.
• Verwacht actueel rendement (in relatie met kijkrichting, zoals boven al genoemd), zoals hier beschreven.
• Mogelijkheden voor montage (o.a. beschikbaar dak-oppervlak, dakconstructie en toelaatbare dakbelasting, bevestigingsmethode, toegankelijkheid & onderhoudswensen)
• 'Lessons-learned' en meningen van anderen (bijv. via het Zonnestraal-forum en eerder het 'helaas overleden' forum WijHebbenZon dat was ontstaan naar aanleiding van de Urgenda-actie WWZ), persoonlijke websites zoals van Wouter Lood en Peter Segaar, ;-) deze website, en van jezelf door experimenten
• Visuele aspecten zoals zichtbaarheid en kleurstellingen, want 'het oog wil ook wat'
• Wat kun je zelf doen en/of wat moet je uitbesteden, zal het kostenplaatje en de manier van werken beïnvloeden.
  Omdat met de tijd in de zonnepanelen-branch heel veel installateurs en leveranciers 'sneuvelen' is zelfredzaamheid een belangrijk aspect geworden!
  Ook is het absoluut niet vanzelfsprekend (om niet te zeggen 'het is uitgesloten') dat een installateur wil aansluiten/aanpassen/repareren in een 'vreemde' installatie!!!!!
• Ideële argumenten, zoals duurzaamheid (investering in minimale consumptie-footprint, levensduur, recycling, e.d.).

In deze opstelling met 30 panelen kunnen met 9 inverters de schaduw-effecten redelijk verdeeld & beperkt worden, want de onbeschaduwde paneelgroepen kunnen optimaal blijven functioneren, ongeacht problemen bij wel beschaduwde paneelgroepen.
Voor de hele configuratie overal 1 inverter/paneel zou technisch nog optimaler zijn, maar dat is wel minder kosten-effectief.
De huidige configuratie demonstreert door zijn segmentering ook wat de mogelijkheden en problemen zijn, die kunnen optreden bij plaatsing van PV-panelen.
Heb je daarover vragen of opmerkingen? Neem dan contact op.
De configuratie bestaat nu uit:

• 12 panelen met elevaties varierend van ca. 10 of 15 graden op zuid gericht (205 graden t.o.v. Noord) met 5 inverters.
  10 Graden is goed voor 'zonvangen' in hoogzomer, en 15 Graden is gemiddeld goed.
  Een hogere elevatie zou ook rendement geven als de zon vanuit het zuiden wat lager staat (maar dan blokkeren de achterburen het licht, dus niet zinvol).
• 15 panelen met elevatie 55 graden op oost gericht (115 graden t.o.v. Noord) met 3 inverters.
  Dit zijn CIS-panelen die potentieel meer dan hun nominale vermogen kunnen afgeven door het zgn. light-soaking effect.
  
• 3 panelen met elevatie 30 graden op oost gericht (115 graden t.o.v. Noord) met 1 inverter, evenwijdig kijkend met de dak-elevatie van de buren.
  
• De 9 inverters zijn opgedeeld in 4 groepen naar merk&type inverter [STECA, Involar, SAJ en Solis].
  De STECA-inverters en de Involar-inverters geven door opdeling van de panelen in kleine groepjes/inverter de gewenste aanpassing aan de wisselende belichting over de minder gunstige opstellingsplaatsen.
  De 5 STECAGrid500-inverters bedienen ieder een groepje van 2, 3 of 4 panelen, en gekoppeld vormen ze t.o.v. de 230V-gridaansluiting 1 grote inverter.
  Met eigenbouw zijn extern aan dit blok inverters een aantal aanpassingen toegevoegd:
  - de koeling is verbeterd door een omkasting met geforceerde ventilatie.
  De ventilatoren onderin de omkasting worden bestuurd door de FanControl Unit (= 1e witte aanschuifunit rechts van de inverters)
  - tussen STECA-inverter#1 en zijn originele pakket van 4 CIS-panelen was ter beveiliging een spanningbegrenzer geplaatst (in de meest rechtse aanschuifunit t.o.v. de inverters)
  De 2 Involar_MAC250s zijn zgn. micro-inverters in een keten met voor 230V doorgeluste in- en uitgangen.
  Met 1 paneel/inverter bedienen deze 2 inverters 2 'losse' panelen.
  Hoewel deze micro-inverters direct aan de panelen gemonteerd kunnen worden, zijn ze met opzet 'vriendelijker' binnenshuis geïnstalleerd.
  
  De SAJ_TL1.5K-inverter bedient in z'n eentje 9 CIS-panelen in 3 parallele strings in 1 array:
  deze 9 panelen hebben allemaal dezelfde kijkrichting en dezelfde belichting en behoeven daarom geen gesplitste aanpak.
  
  
  
  
  De Solis700-inverter heeft de bediening van 4 CIS-panelen (in 2 parallelle strings) overgenomen van de STECA-inverter#1.
  STECA-inverter#1 heeft daarna een nieuw, beter passend pakket van 2 CIS-panelen gekregen.
  
  Waarom de 4 CIS-panelen naar de extra SOLIS-inverter en waarom niet ook bij de SAJ-inverter aangehangen?
  
  • Reden1 = verplaatsing/vervanging nodig, omdat de opzet met 2*2 CIS-panelen niet goed bij de STECA-inverter past [volgens uitleg]
  • Reden2 = het aanhangen van de 4 panelen past niet eenvoudig bij de SAJ-inverter en levert een opzet op die potentieel teveel vermogen kan leveren naar de inverter
  • Reden3 = toevoegen van een inverter m.b.v. de bestaande bekabeling kost minder en is eenvoudiger dan alles verbouwen met een nieuwe, grotere inverter.
    Neven-effect uit het experiment: De spanningbegrenzer naast STECA-inverter#1 dient nu (voorlopig) als interface&indicatie-unit tussen deze 4 CIS-panelen en de Solis-inverter, en potentieel als eenvoudig wisselbaar test-apparaat voor een andere configuratie aan een STECA-inverter of de SOLIS-inverter.

De configuratie is t.a.v. layout en getallen verder uitgewerkt in deze tabel.
Na het toevoegen van groep G wordt het nominale geïnstalleerd vermogen 5240Wp:
de potentiële extra output van de CIS-panelen zou voor de configuratie een max. totaal van >5400Wp kunnen opleveren.
Maar dat is theorie: door de variatie van de panelen in plaats & kijkrichting (en door eerdergenoemde schaduwwerking) is actueel in de praktijk nooit veel meer gezien dan ca. 3,5kW.

De uitlezing met 4 Loggers en een aantal kWh-meters maakt het mogelijk vanuit verschillende invalshoeken de werking van de hele configuratie en van iedere inverter gecombineerd & apart te bekijken:
enerzijds ingegeven door nieuwsgierigheid naar de werking, maar anderzijds nodig voor de Domotica om te weten hoeveel PV-productie.

• Iedere inverter-groep heeft zo een eigen PV-Logger die data uitleest (via de paarse lijnen in het diagram).
  Deze PV-Loggers leveren ieder een aparte upload naar PVOutput.org.
  Die organisatie maakt daaruit grafische beelden en tabellen
  Secondaire info wordt op die website vereenvoudigd afgeleid, zoals bijv. voor weercondities en voor gemiddeld vermogen.
• De 2 FP4All-PVLoggers voor de STECA-inverters en voor de SAJ-inverter gebruiken interne info van de inverters en maken daaruit ook een lokale webpagina en een upload van totale en gescheiden resultaten.
• De groep met STECA-inverters heeft via de FP4All-PVLogger naast uitlezing ook een directe besturing per inverter, die het mogelijk maakt de vermogensinstelling aan te passen.
  De software van deze FP4All-PVLogger bepaalt afhankelijk van de configuratie-informatie óf/hoe met aanwezige inverters van type STECAGrid300 óf STECAGrid500 meer VA-output mogelijk is: geen support voor hybride configuraties (i.v.m. veiligheid voor alle aangesloten inverters).
  Op grond daarvan wordt m.b.v. de PVLogger-sturing de totale capaciteit van de STECA-inverters in deze configuratie automatisch verhoogd van nominaal 2500VA naar max. 2900VA, waarbij het werkelijk verwerkte vermogen uiteraard afhankelijk is van de actuele productie van de panelen.
  Dat resulteert in het praktische prestatie-beeld zoals hier beschreven.
• Op de uitgang van het blok met STECA-inverters staat daarnaast een kWh-meter met RS485-interface die wordt uitgelezen door het Domotica-systeem.
  De FP4All-PVLogger schat de PV-conversie op basis van gerapporteerde spanning & stroom, terwijl de kWh-meter de output meet.
• De Solis-inverter wordt via een dataloggerstick uitgelezen met vertoning op de Ginlong Monitoring website en lokaal via Domoticz.
  De Solis700-inverter wordt ook indirect door het Domotica-systeem met zo'n kWh-meter met RS485-interface en via diens S0-interface.
• De uitgangen van de Involar-inverters worden gezamenlijk gelogd door het Domotica-systeem op basis van info uit eenzelfde kWh-meter met RS485-interface.
• Aan de 230V-uitgang van de groepen werkt nog 1 gemeenschappelijke logging en een afgeleide sturing met een K8055-board & PC-software van Henk Termaat:
  deze logging leest (via de blauwe lijnen in het diagram) de 2 kWh-meters op de 230V-aansluiting naar de PV-groep in de meterkast, en maakt met de verzamelde info de actuele daggrafiek en de eerdere daggrafiek op deze website.
  Dit K8055-board leest ook de koelluchttemperatuur bij de STECA-inverters en bedient met die informatie de ventilatie voor de STECA-inverters (via de eerdergenoemde FanControlUnit).
  Gekoppeld met het K8055-board geeft een klein extra PV-paneel een autonome ventilatorvoeding voor de STECA-inverters die daarmee optimaal&onafhankelijk gekoeld worden in directe relatie met actueel inkomend vermogen, want de output van het PV-paneeltje is een functie van de lichtsterkte.

Als experiment zit achterop de opstellingen op het platte dak een reflectorplaat.
Die reflectoren spiegelen 's morgens vroeg het licht naar de achterliggende panelen.
In de zuidgerichte opstelling tot september 2021 merkbaar effect in de zomermaanden van de noordgerichte reflectors,
niet overweldigend, maar ook kleine beetjes helpen ....
[Vraagt wel onderhoud, want behalve stof en verwering heeft een paneel gericht op het Noorden ook last van aangroeiend mos e.d.]
Daarna (door de aangepaste opstelling_2021) veel minder reflector-effect te verwachten, want de noordgerichte reflectors staan verder van de panelen, en de westgerichte reflector belicht maar een deel van de panelen ............
De reflectorplaten blijven nuttig als ballast door het gewicht (staalplaat), en als rugafscherming tegen neerslag en zoninstraling.

Aanvullende PV-informatie

Copyright © 2013-2022 T4S
Samenvatting voor Rechten & Verantwoordelijkheden / Summary for Rights & Liabilities