Over zonnepanelen valt heel erg veel te vertellen en te weten. Dat is ook de reden waarom het voor veel mensen duizelt bij het vergelijken van verschillende offertes van zonnepanelen. In deze post probeer ik de belangrijkste zaken uiteen te zetten.

Oriëntatie van panelen

Google op “instralingsdiagram” en je ziet dat de optimale oriëntatie in NL zit op 37 graden tilt en zuid-ligging.  Dit diagram is niet helemaal accuraat, maar is wel heel duidelijk leesbaar. De cirkels vanuit het midden geven aan onder welke hoek de panelen geplaatst zijn, waarbij 0 graden wil zeggen dat ze plat liggen. Voor meer informatie over waarom dit diagram niet helemaal correct is, zie hier.

Mijn panelen liggen het op 15 graden tilt in OZO richting
Dus ik zit dan op zo’n 90% van optimaal, aldus het standaard instralingsdiagram.

Opbrengst per jaar

Veel bronnen hierover, dus ook veel gemiddelde waarden. Feit is dat aan de kust meer zonuren zijn dan verder landinwaarts. Dat verschil kan wel oplopen tot zo’n 10-15%.

Het vermogen van een paneel wordt aangeduid in Watt en het is voor zonnepanelen gebruikelijk dat als Watt-piek te noteren, oftewel Wp.

1 kWp is dus 1000 Wp, oftewel vergelijkbaar met 4 panelen van elk 250 Wp.

Een aantal jaren geleden werd 850 kWh per kWp gehanteerd als “standaard” opbrengst, maar steeds meer mensen halen met een moderne set rond de 1000 kWh/kWp per jaar.
Dus met mijn 4,05 kWp (15 panelen van 270 Wp) zou ik op 90% van 4050 kWh = 3645 kWh per jaar uitkomen.

In de praktijk zal het nog iets lager zijn, omdat ik niet aan de kust woon.

Gerekend met 23ct per kWh die ik uitspaar, levert deze set dus ruim 800 euro per jaar op. Oftewel ruwweg 200 euro per kWp per jaar.

Effect van schaduw

Slagschaduw, hoe klein ook (schaduw van een vlaggenmast bijvoorbeeld) is funest voor je opbrengst.
Je zet de panelen in serie, dus de stroom door alle panelen is gelijk. Dus als 1 cel (vlakje van 15×15 cm van je paneel) in je keten schaduw krijgt, is de stroom door de hele keten beperkt door het beschaduwde paneel.

N.B. de hoeveelheid licht op een cel bepaalt hoeveel stroom er kan lopen.

Gelukkig doen fabrikanten daar wat aan en plaatsen by-pass diodes in de panelen die beschaduwde cellen overbruggen.
Bij een paneel van 6 banen kun je dus 3 of 6 diodes hebben die 1 of 2 rijen overbruggen. Let daar dus op met de keus van panelen (staat vrijwel altijd in de datasheet van de panelen) als je last van schaduw hebt. Hoe meer diodes, hoe minder erg een beetje schaduw impact heeft op je opbrengst.

Een alternatief is het gebruik van zgn. “optimizers” in de panelen zelf, of door per paneel een micro-omvormer te plaatsen. Dat maakt de prijs van de set wel hoger, maar kan de negatieve effecten van schaduw wel deels tegengaan.

Strings en MPP-tracker

Zonnepanelen koppel je aan elkaar in serie. Dus de + van het ene paneel sluit je aan op de – van het volgende. Zo’n keten panelen noemen we een “string”.

Zonnepanelen met String Omvormer

Een omvormer heeft 1 of meer aansluitingen voor een set panelen en 1 of meer MPP-trackers.  De spanning van een zonnepaneel neemt iets af, als de geleverde stroom toeneemt.
Een MPP-tracker zal per string van panelen (op elkaar doorgeluste panelen) zodanig belasten dat het product van spanning en stroom (= vermogen in Watt) altijd maximaal is. Dus zowel bij volle zon, als bij bewolking.
Doordat je de panelen in serie zet, moet je de spanning per paneel bij elkaar optellen en dat moet binnen het bereik van de MPP-tracker vallen (+10% marge voor als het koud is)  De spanning staat in de datasheet (gegevensblad) van de panelen. Gebruikelijk is zo’n 31 – 38V, maar er zijn ook panelen die 80 – 110 Volt leveren.

Het is belangrijk dat de totale spanning (onbelast) niet buiten het bereik van de omvormer komt en de totale spanning met belasting binnen het bereik van de MPP-tracker valt.

Dus in mijn geval, met 15 panelen van 31-38V elk, zit je op 465 Volt belast en 570 V onbelast. (staat allemaal in de datasheet van de omvormer)
Mijn omvormer (SMA Sunny Boy 3600TL-21) heeft een MPP-bereik tot 500 V en maximale ingangsspanning van 750V. Dus dat past mooi in 1 string.

Sommige panelen hebben een veel hogere spanning (en dus lagere stroom) per paneel, dus dan zit je al snel buiten het bereik van je omvormer en moet je dus meerdere strings maken. Ook wanneer je de panelen in verschillende richtingen gaat leggen, of een rij panelen meer schaduw gaat krijgen, moet je ook meerdere strings maken zodat de MPP-tracker het optimale eruit kan halen. Het beste kun je alle panelen die ongeveer tegelijk evenveel zonlicht vangen aan elkaar koppelen in 1 string.

Het is ook belangrijk om rekening te houden met de minimale spanning die nodig is om de omvormer te laten starten.
Een buurman hier heeft 1 van zijn strings met 5 panelen en komt dus soms niet of heel laat boven de benodigde 150V uit om te starten. Zeker als er een diode moet ingrijpen vanwege schaduw, is de spanning lager.
Die startspanning is per omvormer verschillend en sommige omvormers bieden de mogelijkheid om die grenswaarden wat bij te stellen.

Wanneer panelen in verschillende richtingen gelegd worden, of elk een andere helling hebben, of in elkaars schaduw liggen, dan kunnen deze het beste in een aparte string gelegd worden. Het is dan ook wenselijk om meer MPP-trackers te hebben.  Sommige omvormers hebben meerdere inputs, maar maar 1 MPP-tracker. Het hebben van maar 1 MPP tracker hoeft niet slecht te zijn, wanneer dus alle panelen ongeveer evenveel licht of schaduw hebben. Zelfs wanneer 2 of meer strings nodig zijn om binnen het spanningsbereik van de MPP-tracker te blijven.

Het is ook mogelijk om meerdere strings zelf parallel te zetten met zogenaamde Y-koppelingen. Ik ben daar zelf niet zo’n voorstander van omdat de stroom door de kabels van en naar de Y-koppelingen dan groter is en de connectoren daarbij dus warmer kunnen worden.

Voor meer uitleg over verschillende type omvormers, by-pass diodes en MPP-trackers, zie mijn blogposts hierover:

• Zonnepaneel omvormer typen.
• MPP-trackers en optimizers.
• By-pass diodes

Kortom:

• Totale spanning van panelen per string moet binnen bereik van MPP-tracker vallen (zowel onder-grens als bovengrens)
• Houd rekening met 10% hogere spanning bij winterdagen, als het echt koud is.
• Minimale spanning per string moet voldoende zijn om de omvormer te starten. Liefst 1 paneel meer dan minimaal nodig per string, voor het geval de bypass-diodes moeten ingrijpen ivm. schaduw.

Vermogen van de omvormer

De capaciteit van je omvormer mag wat lager liggen dan de totale capaciteit van je panelen. 10% is in Nederland geen probleem. Zo heb ik dus een omvormer die 16A aan kan (op 230V), dus 3680 Watt omvormer voor 4050 Wp aan panelen. Bij echt zonnige dagen zullen de panelen warm zijn en dus minder opbrengen dan maximaal. En die paar echt zonnige dagen bij vorst in maart/april zal de omvormer de beperkende factor zijn, maar dat is op het totaal verwaarloosbaar.

Panelen

Er zijn heel veel verschillende panelen te krijgen. Deze verschillen veelal in:

• Monokristallijn/Polykristallijn Mono is donker van kleur en egaler, poly is meer blauw. Mono is ongeveer  5 -10% duurder per Wp doordat het frame ook zwart gemaakt is.
• Afmetingen. De meest voorkomende maat is nu, eind 2015, ongeveer 1m60 x 1m, een jaar of 2 geleden was dat 1m60 x 0m80, maar er zijn ook meer vierkante of nog langere panelen te krijgen.
• Vermogen of rendement (standaard is nu zo’n 160 Wp per m^2, oftewel zo’n 16%)
• Aanwezigheid van optimizers
• Spanning en stroom per paneel

Let op dat wanneer je verschillende panelen gaat combineren in 1 string, dat de stroom per type paneel gelijk moet zijn. Dus als je een paneel wat maximaal 8 Ampère kan leveren gaat combineren met een bestaande string die 9 Ampère kan leveren, dat de rest van de panelen beneden hun kunnen produceren. Dat verschil kan aardig oplopen.

Ook kan de dikte van panelen (zelfs met zelfde typenummer, maar ander productie-jaar) verschillen wat weer van belang is voor de montage.

De meterkast

De omvormer moet op een aparte groep komen, die het vermogen ook aan kan. Met een 3680 Watt omvormer (1-fase) kun je dus toe met een 16A zekering (B-karakteristiek, wat standaard is). Grotere vermogens gaan vaak via een omvormer die op een 3-fasen aansluiting zit. (zogenaamd “krachtstroom)

Wat niet standaard is, is dat je een forse omvormer beter niet achter een 30mA aardlekschakelaar kunt plaatsen. De NEN1010 norm stelt dat je alle stopcontacten achter een 30mA aardlekschakelaar moet plaatsen, maar maakt dus een uitzondering voor apparaten die niet via een stopcontact zijn aangesloten, zoals dus een omvormer die niet met een stekker in het stopcontact zit.
SMA raad voor omvormers > 3000Watt een aardlek van 100mA aan, of helemaal geen aardlekschakelaar. (mits de normen en regels dat dus toestaan, dus rechtstreeks aangesloten)

Voor een 16A stroom heb je 2.5 mm^2 kabels nodig, maar ik heb de omvormer in de tuin staan met een lange kabel ernaartoe en dus 4mm^2 kabel gelegd. (duurder en lastiger te leggen als het door een buis moet)
Voor een grotere stroom zijn dikkere kabels nodig, of je moet een 3-fasen omvormer hebben, dan heb je gewoon meer kabels.

De beste plek voor een omvormer is op een droge plek met voldoende ventilatie. Mijn omvormer hangt in het tuinhuisje. Let er op dat de omvormer in dat geval geschikt is voor montage buitenshuis.

De reden waarom ik de omvormer “buiten” heb hangen is omdat ik liever een 230V grondkabel door de tuin heb lopen dan kabels waar bijna 500V gelijkspanning op staat zonder een mogelijkheid om die te zekeren of automatisch af te kunnen schakelen. Zonnepanelen leveren altijd spanning zodra er licht op valt.

Als er een aanpassing nodig is in de meterkast, houd daar dan ook rekening mee voor wat betreft de kosten.

“Slimme” meter

Als je een draaischijfmeter hebt, koester die dan. Veel eerlijker kun je het salderen van je opgewekte stroom niet krijgen. Ongeacht wat de mensen zeggen, mag je die gewoon houden. In mijn ogen is zo’n draaischijfmeter de “slimste” meter die je kunt krijgen. Let alleen wel op dat er draaischijfmeters bestaan die niet terug kunnen draaien. In dat geval zul je de meter moeten laten vervangen.
Als je nu een digitale meter hebt, moet deze terug kunnen tellen en dus een geactiveerd terug telwerk hebben. Mijn oude meter had dat helaas niet.
Ik heb hier nu ook een “slimme” meter hangen, zodat ik die via de P1 poort kan uitlezen, samen met de gasmeter.

Als extra heb ik een simpele (20 euro) kWh meter aangesloten op de groep van de omvormer zodat ik weet wat de bruto opbrengst is en wat ik netto afneem of lever aan het net. Dan weet je ook je netto verbruik. Op die meter heb ik ook mijn Youless-teller gemonteerd, die de bruto productie gegevens naar PVoutput.org upload.

Je kunt een “slimme” meter ook netjes in laten stellen op “niet communiceren”, wat mij het beste lijkt.
Op zich doen ze het nu wel netjes, dat je standaard 6x per jaar de tellerstanden laat doorgeven. Daaruit kun je niet veel privacy-gevoelige informatie halen.
Echter de kans is groot dat in de toekomst per maand of per 2 maanden de energie afgerekend gaat worden en dan kun je dus je opgewekte kWh’s niet opsparen voor de wintermaanden. Voor de kWh’s die je meer levert dan afneemt, zou je in de toekomst wel eens veel minder kunnen krijgen dan wat je zelf moet betalen. Nu is dat al zo per jaar gerekend, maar met een zelf communicerende “slimme” meter kan dat dus technisch gezien al met kortere intervallen verrekend gaan worden en dan is een dommere meter dus prettiger. (1x per jaar standen doorgeven)

In de praktijk verbruik je maar zo’n 20 a 30% van je opgewekte elektriciteit direct zelf, dus de rest zal je op een later tijdstip weer uit het net moeten halen. Bijvoorbeeld ‘s avonds, of in de wintermaanden. Wanneer je een laag basis-verbruik hebt, of vaak overdag niet thuis bent, ligt dat percentage nog een stukje lager.

Dus hoe langer de periode is tussen het doorgeven van meterstanden, hoe gunstiger het is voor je energie-rekening.

BTW terugvragen

Je kunt jezelf bij de belastingdienst aanmelden als “energieleverancier” en daarna de aankoop van de panelen aftrekken, dus de BTW terugvragen.
De belastingdienst hanteert daarvoor standaard bedragen, afhankelijk van de grootte van je set, als verwachte inkomsten.
Voor een set van 4kWp is dat een forfaitair bedrag van 100 euro.
Dus bij een aanschafprijs van zo’n 5000 euro, kun je dan bijna 800 euro aan BTW terugvragen.

4000 Wp * 1,25 aanschaf = 5000 euro, waarvan 876 euro BTW.

876 – 100 euro forfait = 776 euro BTW teruggaaf.

Veel bedrijven rekenen 100 euro om dat voor je te regelen, of je doet het zelf in pak ‘m beet 2 uurtjes. (a 50 euro per uur dus)

Er zijn veel voorbeelden te vinden hoe je dat moet regelen. Vereniging Eigen Huis biedt voor leden ook een rekenvoorbeeld aan.

Daarnaast heb ik veel gehad aan de informatie op de site van BespaarBazaar.

Montagemateriaal

Veel bedrijven bieden sets aan met een montage-set van Clickfit. Ik heb dat zelf ook aangeschaft en was blij verrast om te zien hoe doordacht dat systeem in elkaar zit. Het is echter niet goedkoop. Ik was een kleine 700 euro kwijt voor al het montage-materiaal voor mijn set van 15 panelen.

Er zit ook nog verschil in prijs van ruwweg 50 euro voor zwart geanodiseerd materiaal, wat natuurlijk mooier staat bij zwarte panelen.

Clickfit (en ongetwijfeld andere merken ook) hebben op hun site allerlei tools staan om te berekenen hoeveel materiaal je nodig hebt om alles te monteren. Dit is handig om te kijken of een bepaalde oriëntatie van panelen (landscape of portrait) goedkoper kan zijn.

Bij plaatsing op een plat vlak, op hoogte, moet er ook rekening worden gehouden met wind. Dus er is dan extra ballast nodig. Vaak worden hier tegels voor gebruikt.  Dit kan zomaar een paar-100 kilo aan tegels worden als er een redelijke set op 10 meter hoogte geplaatst moet worden. Zie ook de tabellen op zonnepaneel-info.nl.

Sommige montage-sets bieden de mogelijkheid om windvangers rondom te monteren zodat er minder wind onder de panelen kan komen.

Beveiliging

Omdat er altijd mensen zijn die “mijn” en “dijn” niet uit elkaar kunnen houden, en mijn panelen redelijk eenvoudig bereikbaar zijn, heb ik de panelen vast gemaakt met zogenaamde “Akraboot” sloten. Eigenlijk hadden ze er wel bij mogen vertellen dat de montage zelf ook nogal lastig is als je de panelen zo dicht op het dak hebt liggen als ik heb. Deze sloten zijn alleen praktisch te monteren als je opstaande rekken hebt, voor bijvoorbeeld een plat dak of in het weiland.

Wanneer je de panelen op een hoog dak monteert, zijn dergelijke sloten niet nodig en gezien de criminaliteitscijfers van de regio waar ik woon, zal dit misschien ook overkill zijn. In elk geval is het goed voor mijn gemoedsrust.

Prijzen vergelijken

Je hoeft aan pure kostprijs niet echt hard te zoeken om rond de 1,25 euro per Wp uit te komen, incl. montagemateriaal en omvormer.
Alleen dan moet je alles wel zelf leggen en aansluiten.
Mijn set, met mooie zwarte panelen van JA-solar (270Wp), clickfit-systeem en SMA omvormer, kostte precies dat, 1,26 euro per Wp.

De SMA omvormer is relatief duur, dus als totale set kan het voordeliger.

Alles wat daarboven komt, verschilt per situatie en bestaat uit:

• Leveringskosten
• Montagekosten/uurloon
• Aanpassingen in meterkast
• Leggen kabels
• Terugvragen BTW (veel bedrijven bieden dat aan als service, of gewoon als extra product)
• Extra dure componenten, zoals optimizers, micro-omvormers, panelen met hoge efficiëntie.
• Duurder montage-materiaal zoals voor op een plat dak.

Linkjes

• Verschillende types omvormers voor zonnepanelen
• Werking MPP tracker en optimizer
• By-pass diodes in zonnepanelen

Conclusie

Er valt een hoop te vertellen over zonnepanelen en ik hoop dat ik in elk geval de basis-begrippen duidelijk uiteen heb kunnen zetten.

Mochten er nog meer vragen zijn, dan hoor ik dat graag 🙂