les 4, Zonnepanelen

• Bouwkunde- constructieleer
• MBO
• Studiejaar 4

Van boven naar onder bestaat uit een zonnepaneel uit deze zes lagen:

1. Aluminium frame om de verschillende lagen bij elkaar te houden
2. Veiligheidsglas om de zonnecellen te beschermen
3. Plastic laag om de zonnecellen tegen water te beschermen
4. Zonnecellen die de zonne-energie opvangen
5. Nog een plastic laag voor bescherming aan de achterzijde
   
6. Stevige plaat ter isolatie/ bescherming

Zonnepanelen (2 lessen)

Lesdoelen

Na deze les weet je:

• Hoe zonnepanelen werken
• Waarom zonnepanelen beter voor het milieu is
• Wanneer je het beste rendement met zonnepanelen hebt
• Waar je op moet letten bij de plaatsing van zonnepanelen op het gebouw
• Waarom zonnepanelen
  
• PV-panelen, werking, soorten, locatie, jaaropbrengst
  
• Omvormer
  
• Kosten panelen en complete installatie
  
• Terugverdientijd
  
• Opdracht

Hoe werkt een zonnepaneel

Er bestaan veel aanbieders van zonnepanelen. Bekende merken in Nederland zijn bijvoorbeeld SunPower en Canadian Solar. Elke producent maakt zijn zonnepanelen op een andere manier, maar in de basis is de werking en opbouw hetzelfde.

Zonnepanelen

Zonnepanelen zetten zonne-energie om in elektriciteit die je in huis kunt gebruiken. Maar hoe werkt zo’n zonnepaneel? En hoe wordt zonne-energie in de praktijk opgewekt? 

Zonnecel

De laag met zonnecellen is het functionele deel van het zonnepaneel en daarmee het belangrijkste onderdeel. Deze fotovoltaïsche cellen zetten het zonlicht namelijk om in gelijkstroom.

Wat te onthouden:

• Fotovoltaïsche cellen zetten licht om in energie.
  
• Ze werken ook bij bewolkt of regenachtig weer.
  
• SunPower-cellen zijn uitermate bestand tegen breuk en slijtage. 

Waarom zonnepanelen?

• Je draagt bij aan het behoud van een
  

 leefbare wereld voor onszelf en onze kinderen.

• Het is een van de betere investeringen, het is gewoon goed voor je portemonnee.

• Eigen baas over je eigen energie, 

 je bent minder afhankelijk van  prijs, energieleverancier en politiek 

vier simpele stappen:

Stap 1: Energie van de zon, 

Zonne-energie is een vorm van groene energie, net als windenergie en waterenergie. De energie is praktisch onuitputbaar en wordt daarom ook wel duurzame energie genoemd. 

Zonne-energie is afkomstig van de zon en levert warmte en licht. Zoals je met een dynamo op je fiets beweging omzet in elektriciteit om je lamp te laten schijnen, kun je ook de energie van de zon omzetten in bruikbare elektriciteit.

In Nederland schijnt de zon gemiddeld zo’n 1600 uur per jaar. Dat is gemiddeld 4,38 uur zonlicht per dag. De laatste jaren wordt het steeds zonniger in Nederland. Dat maakt het nóg interessanter om zonne-energie op te vangen en om te zetten in stroom!

Stap 2: Zonne-energie opvangen met zonnepanelen

Dmv zonnepanelen kunnen we de gratis energie van de zon opvangen en omzetten in elektriciteit. Zonnepanelen worden geïnstalleerd op het dak van woonhuizen en bedrijven. Om het meeste zonlicht op te vangen, worden zonnepanelen gericht op het zuiden. En om het rendement verder te verhogen, worden zonnepanelen idealiter in een hoek van 36 graden geplaatst. Maar ook zonder deze ideale omstandigheden is een prima rendement te behalen.

Stap 3: Zonne-energie omzetten naar elektriciteit

De door zonnecellen opgevangen energie noemen we ‘gelijkstroom’ en is nog niet meteen te gebruiken als elektriciteit in huis. In huis gebruiken we namelijk ‘wisselstroom’. Door middel van een omvormer kunnen we deze gelijkstroom omzetten in wisselstroom. Door accu’s toe te voegen aan de zonne-installatie kan deze wisselstroom ook nog opgeslagen worden. Zo kun je ook ‘s nachts of in minder zonrijke periodes gebruik maken van je eigen groene energie en ben je nog minder afhankelijk van de stroomleverancier. Je kan ook stroom terugleveren.

Verloop van zonnestroom

Stap 4: Terug- of bijleveren

Wek je minder groene stroom op dan je verbruikt, dan kun je voor het restant gebruik maken van elektriciteit van een energieleverancier. Wek je meer op dan je verbruikt, dan is er een mogelijkheid om terug te leveren aan de energieleverancier. Het verschil tussen verbruik en terug levering noemen we salderen. De terug geleverde energie wordt afgetrokken van de energierekening. Heb je aan het eind van het jaar zelfs meer opgewekt dan verbruikt? Dan kunt je zelfs geld terugkrijgen van de energieleverancier. 

Wat betekend Salderen?

Principewerking PV-paneel

Soorten panelen

Soorten panelen

Zonnepanelen met glas-folie of glas-glas?

Transparantie van zonnepanelen

Transparante zonnepanelen

Doorzichtige zonnepanelen zijn glas-glas zonnepanelen die volledig lichtdoorlatend zijn. Tijdens het extra proces worden zo veel mogelijk zonnecellen weggelaserd, waardoor je door de zonnepanelen heen  kunt kijken.

PV Panelen, locatie 

Opbrengst =

Wattpiek

X

locatiefactor

X

Oriëntatie/hellingshoek

factor

PV Panelen, jaaropbrengst 

Omvormer

Wat doet een omvormer

• Haalt zoveel mogelijk energie uit de zonnepanelen
  
• Zet het om in wisselstroom
  

Omvormers soorten

Stringomvormers

• 
  Aantal panelen in serie 

Micro omvormers

• 
  Per 1 of 2 panelen 

Omvormers soorten

Aansluiten in meterkast

Volgens NEN 1010:2015 moeten PV-systemen direct worden aangesloten op een eigen ‘eindgroep’. Op deze eindgroep mogen geen andere eindverbruikers worden aangesloten (of wandcontactdozen aanwezig zijn).

Let op: Dit wijkt af van eerdere edities van NEN 1010 (en bijbehorende uitgaven van NPR 5310), waarin het wel werd toegelaten om kleine PV-systemen met een beperkt vermogen via een wandcontactdoos op een (bestaande) eindgroep met verbruikers aan te sluiten.

Als er een aparte groep/stopcontact is voor een wasmachine/droger kan miniverdeelkastje voldoende zijn zonder extra aanleg kabel.

Globale (installatie)kosten

De gemiddelde prijs van een zonnepaneel per Wattpiek inclusief omvormer en installatie ligt rond de €1,47.

Hoeveel panelen kan ik plaatsen?

Afstand vanaf de dakrand tot het zonnepaneel is ongeveer 0,5 tot 1 meter.

Afstand dakrand zonnepanelen: No-Go zone voor plat dak

Er moet altijd een afstand aangehouden worden tussen de dakrand en de zonnepanelen, de zogenaamde No-Go zone. Enerzijds is dit vanwege richtlijnen van overheidswege, anderzijds voor windbelastingen.

Hier gaan we in op de No-Go zone die minimaal nodig is in verband met windbelastingen op de zonnepanelen. Gebruik hierbij het schematisch voorgestelde gebouw:

Kosten panelen

Kosten complete installatie

Installateur A:

• een globale indicatie van complete pakketten zonnepanelen:

- Alle pakketten compleet geïnstalleerd; materiaal (zwarte panelen + stringomvormer)+ installatie:

- 8 panelen: € 1,25 per WP (WattpieK)

- 12 panelen € 1,15 per WP

- 20 panelen € 1,13 per WP

- Meerprijs SolarEdge ca € 0,20 per WP

- Alle bedragen excl. BTW

Installateur B:

• Deze zonne-energie installatie (6 panelen) compleet geleverd en geïnstalleerd voor ongeveer: € 2.225,- excl. b.t.w. (€ 2.692,25 incl. 21% b.t.w.) € 1,37/Wp
  

Wat kost een zonnepanelen installateur (ongeveer)?

Terugverdientijd

Wordt bepaald door:

BTW teruggave

     en

Terugleveren/salderen van het aantal opgewekte -en terug geleverde kWh

Principe van salderen:

• Per jaar wordt gekeken wat er verbruikt is, en wat er geleverd is.
  

- Hiervan wordt het verschil genomen.

• Als je over een jaar meer verbruikt dan levert,
  

 - betaal je alleen voor de extra geleverde stroom

• Als je netto meer levert dan verbruikt:
  

- krijg je voor het verschil geld terug.

Rekenvoorbeeld: hoe snel verdien ik zonnepanelen terug?

     Stel:

• Je laat 13 zonnepanelen op je dak installeren. (inclusief omvormer en installatie)
• Kosten: ongeveer €6000*, inclusief btw (circa €1000), die je kunt terugvragen.
  
• Met 290 Wattpiek (Wp) per paneel is dit in totaal 3770 Wp.
  
• Ieder jaar leveren deze panelen ongeveer 3400 kWh aan stroom.
  
• Bij een elektriciteitsprijs van €0,23 per kWh is dat een jaarlijkse besparing van €780

Je kunt uitgaan van een jaaropbrengst in kWh van 0,85-0,9 maal de capaciteit van het systeem in Wattpiek. Als je 13 panelen van 290 Wp installeert, is je systeem 3770 Wp. Dat levert per jaar ongeveer 0,9 x 3770 = 3393 kWh op.

Liggen de panelen niet op het zuiden, maar ongeveer zuidoost of zuidwest? Dan kun je voor de zekerheid 10% van de verwachte opbrengst afhalen.

Opdracht

De opdracht staat op teams de volgende les gaan we de zonnepanelen berekenen en verder onder zoeken

Opdracht:

De opdracht staat op Teams, zorg ervoor dat alles netjes en overzichtelijk wordt ingeleverd. 

(verslag/berekening en tekening)

Verslag inleveren in de map ‘ABWK’ op Teams. 

Site voor informatie:

https://www.milieucentraal.nl/zoeken/?q=zonnepanelen

https://www.solar-bouwmarkt.nl

https://www.zonnepaneelprijzen.nl

https://www.zonnepaneel

verbruik

Handige website

https://www.zonnepanelen-info.nl/zonnepanelen/rekenhulp-terugverdientijd/

https://www.zonnepanelen.net/terugverdientijd-zonnepanelen-berekenen/