Nu de lente er weer aankomt wil ik eens gaan experimenteren met zonne-energie.
Omdat zonnecellen nogal aan de prijs zijn, wil ik eens gaan testen wat zo'n celletje eigenlijk kan behappen.
Liefst zonder het ding op te blazen natuurlijk!
Er wordt altijd een Wpiek gegeven, dit piekvermogen zou bereikt worden op een kraakheldere zomerdag.
De zonnestraling heeft dan een intensiteit van 1000W/m2
Maar wat zou de cel werkelijk kunnen behappen, wanneer je er geconcentreerd zonlicht op loslaat.
Bij welke licht-intensiteit bereikt hij zijn maximale output en welke temperaturen overleeft hij nog?
Graag wil ik dit weten om te voorkomen dat de testcellen vroegtijdig overlijden.
Laatste berichten
-
13:57
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 9
-
13:16
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 17
-
13:12
[natuurkunde] kroon van koning op Syracuse 10
-
12:01
Gravity and gravitation 1
-
10:15
2013 – Augustus Vraag 3 3
-
09:54
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 6
-
23:07
Rood laserlicht 2
-
15:28
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
24 apr
positie 2
-
24 apr
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
-
23 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
23 apr
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
23 apr
projectiel 8
-
23 apr
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
23 apr
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
22 apr
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
22 apr
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Muntje opgooien 14
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
PV output maximaliseren
Moderator: physicalattraction
Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
-
- Berichten: 62
Re: PV output maximaliseren
Als importeur van zonnepanelen kan ik daar wel iets over zeggen.
De specificaties van zonnepanelen worden normaal opgegeven volgens de IEC61215 norm. Daarbij wordt het vermogen onder laboratoriumcondities gemeten met een lichtintensiteit van 1000 Watt/ m2, bij 25 graden celsius en bij een AirMass (AM) van 1,5. AM is de verhouding van de afstand van het punt op het aardoppervlak ten opzichte van het einde van de dampkring, richting zon. Bij de evenaar is die het kortst en die afstand is de index 1,0. Bij een AM van 1,5, (zoals in Nederland) is die afstand 1,5 maal de dikte van de dampkring als bij de evenaar op 12:00 uur overdag. Bij zonnestand aan de horizon is de AM wel 2.
In de praktijk komen deze 3 waarden nooit gelijk samen, zodat het vermogen van een zonnecel constant varieert. Daarmede varieert ook de stroom en de spanning van de cel. Aangezien vermogen het produkt is van spanning en stroom is er bij wisseling daarvan steeds opnieuw een punt, waarbij het produkt van spanning en stroom maximaal is. Men noemt dit het Maximum Power Point (Mpp). Bij goede solarregelaars wordt voortdurend de laadstroom naar de accu zodanig geregeld door in pricipe remming van de stroom, dat het Mpp-punt steeds opgezocht wordt. En daarmede een vermogen naar de accu toe maximaal gehouden wordt.
De lichtintensiteit varieert met het jaargetijde en met de tijd per dag van s'morgens zwak tot 12:00 uur sterk tot aan sávonds zwak.
In de winter is de intensiteit vele malen zwakker dan in de zomer.
Er zijn verschillende zonnecellen, die met zwaar geconcentreerd zonlicht kunnen werken. In principe alle cellen kunnen dat in zekere mate.
Maar de temperatuur stijgt met de concentratie van zonlicht. En hoe heter het silicium, hoe minder wordt het vermogen. Het vermogen neemt per 2 graden celsius temperatuurstijging ongeveer 1 % af. Een paneel van 100 Wp bij 25 graden celsius heeft bij 45 graden celsius dus een verlies van 10% aan vermogen en houdt dus 90 Wp over. Daarom wordt een paneel met een paar centimeter afstand geplaatst van het bevestigingsoppervlak, zodat er luchtkoeling kan ontstaan. Indak is dus slechter dan opdak, want minder koeling.
Dat wordt echter gecompenseerd als de lichtintensiteit hoger wordt. Bij de venaar is de AM lager, en de lichtintensiteit wel 2800 Watt/m2. Ook de hoogte speelt een rol, want op 1000 meter hoogte is de AM dus ook kleiner en de lichtintensiteit hoger.
Het silicium van een commercieel zonnepaneel gaat kapot bij 150 graden celsius. Als dus door concentratie van het zonlicht de lichtinstensiteit en daarmede het vermogen stijgt, dan moet wel gekoeld worden om de temperatuurstijging tegen te gaan. Het conversierendement van Silicium is rond 15%, omdat maar bepaalde gedeelten van het zonlicht door silicium kunnen worden gevangen voor omzetting naar elektriciteit.
Er zijn zonnecellen met ander materiaal, bv. Gallium, en Indium.
Deze cellen hebben een beter rendement (33% door een breder vangbereik van energierijke zonne-energie-frequenties) en kunnen hogere temperaturen verdragen. Ze worden gebruikt in de ruimtevaart en bij de recordpogingen van de zonneautos. De prijs is onbetaalbaar voor normale huizen. Zelfs bij afgekeurde cellen op een zonneauto, die in de Solar Challenge in Australie worden gebruikt is de prijs voor één auto makkelijk 200.000 Euro.
Zo zijn er cellen, commercieel verkrijgbaar van BOEING, die tot 500 SUN kunnen verdragen, dwz een 500 maal sterkere zonne-intensiteit.
Wil je meer weten, dan kun je mailen.
De specificaties van zonnepanelen worden normaal opgegeven volgens de IEC61215 norm. Daarbij wordt het vermogen onder laboratoriumcondities gemeten met een lichtintensiteit van 1000 Watt/ m2, bij 25 graden celsius en bij een AirMass (AM) van 1,5. AM is de verhouding van de afstand van het punt op het aardoppervlak ten opzichte van het einde van de dampkring, richting zon. Bij de evenaar is die het kortst en die afstand is de index 1,0. Bij een AM van 1,5, (zoals in Nederland) is die afstand 1,5 maal de dikte van de dampkring als bij de evenaar op 12:00 uur overdag. Bij zonnestand aan de horizon is de AM wel 2.
In de praktijk komen deze 3 waarden nooit gelijk samen, zodat het vermogen van een zonnecel constant varieert. Daarmede varieert ook de stroom en de spanning van de cel. Aangezien vermogen het produkt is van spanning en stroom is er bij wisseling daarvan steeds opnieuw een punt, waarbij het produkt van spanning en stroom maximaal is. Men noemt dit het Maximum Power Point (Mpp). Bij goede solarregelaars wordt voortdurend de laadstroom naar de accu zodanig geregeld door in pricipe remming van de stroom, dat het Mpp-punt steeds opgezocht wordt. En daarmede een vermogen naar de accu toe maximaal gehouden wordt.
De lichtintensiteit varieert met het jaargetijde en met de tijd per dag van s'morgens zwak tot 12:00 uur sterk tot aan sávonds zwak.
In de winter is de intensiteit vele malen zwakker dan in de zomer.
Er zijn verschillende zonnecellen, die met zwaar geconcentreerd zonlicht kunnen werken. In principe alle cellen kunnen dat in zekere mate.
Maar de temperatuur stijgt met de concentratie van zonlicht. En hoe heter het silicium, hoe minder wordt het vermogen. Het vermogen neemt per 2 graden celsius temperatuurstijging ongeveer 1 % af. Een paneel van 100 Wp bij 25 graden celsius heeft bij 45 graden celsius dus een verlies van 10% aan vermogen en houdt dus 90 Wp over. Daarom wordt een paneel met een paar centimeter afstand geplaatst van het bevestigingsoppervlak, zodat er luchtkoeling kan ontstaan. Indak is dus slechter dan opdak, want minder koeling.
Dat wordt echter gecompenseerd als de lichtintensiteit hoger wordt. Bij de venaar is de AM lager, en de lichtintensiteit wel 2800 Watt/m2. Ook de hoogte speelt een rol, want op 1000 meter hoogte is de AM dus ook kleiner en de lichtintensiteit hoger.
Het silicium van een commercieel zonnepaneel gaat kapot bij 150 graden celsius. Als dus door concentratie van het zonlicht de lichtinstensiteit en daarmede het vermogen stijgt, dan moet wel gekoeld worden om de temperatuurstijging tegen te gaan. Het conversierendement van Silicium is rond 15%, omdat maar bepaalde gedeelten van het zonlicht door silicium kunnen worden gevangen voor omzetting naar elektriciteit.
Er zijn zonnecellen met ander materiaal, bv. Gallium, en Indium.
Deze cellen hebben een beter rendement (33% door een breder vangbereik van energierijke zonne-energie-frequenties) en kunnen hogere temperaturen verdragen. Ze worden gebruikt in de ruimtevaart en bij de recordpogingen van de zonneautos. De prijs is onbetaalbaar voor normale huizen. Zelfs bij afgekeurde cellen op een zonneauto, die in de Solar Challenge in Australie worden gebruikt is de prijs voor één auto makkelijk 200.000 Euro.
Zo zijn er cellen, commercieel verkrijgbaar van BOEING, die tot 500 SUN kunnen verdragen, dwz een 500 maal sterkere zonne-intensiteit.
Wil je meer weten, dan kun je mailen.
-
- Berichten: 212
Re: PV output maximaliseren
Bedankt Ternary voor de uitgebreide uitleg.
Je schijnt er inderdaad behoorlijk wat vanaf te weten.
Dus ik ga je nog een vraag stellen, ditmaal over zonnewarmte-absorbtie.
Hiervoor wordt in commercieele zonnecollectors een materiaal gebruikt geheten TiNox, dat de mooie eigenschap heeft om de kortgolvige zonnestralen maximaal te absorberen, maar een zeer lage uitstraling heeft in de langgolvige infraroodgebied.
Daardoor wordt de opgenomen warmte niet gemakkelijk weer uitgestraald.
Nadeel: vreselijk duur!
Zijn er ook goedkope en gemakkelijk verkrijgbare materialen met vergelijkbare eigenschappen?
Je schijnt er inderdaad behoorlijk wat vanaf te weten.
Dus ik ga je nog een vraag stellen, ditmaal over zonnewarmte-absorbtie.
Hiervoor wordt in commercieele zonnecollectors een materiaal gebruikt geheten TiNox, dat de mooie eigenschap heeft om de kortgolvige zonnestralen maximaal te absorberen, maar een zeer lage uitstraling heeft in de langgolvige infraroodgebied.
Daardoor wordt de opgenomen warmte niet gemakkelijk weer uitgestraald.
Nadeel: vreselijk duur!
Zijn er ook goedkope en gemakkelijk verkrijgbare materialen met vergelijkbare eigenschappen?
-
- Berichten: 62
Re: PV output maximaliseren
De TINOX-laag is maar relatief duur. Ze is naar mijn weten slechts aan te brengen door apparatuur in een fabriek en niet als verf door een do-it-yourself aan te brengen.
De TINOX-laag verhoogt het rendement echter maar met een ongeveer 5 % en heeft slechts toepassing in warmte-zonnecollectoren. Dat is thermische energie en heeft niets van doen met Photovoltaische energie.
Bij zeer moderne zonnecollectoren is een rendement van 90% zonder Tinox en van 95% tot een nederlands record van 98% mogelijk met Tinox. Het Enschedese bedrijf Dutch Solar Systems heeft hiervan de patenten en ik ben bezig net een samenwerking met hun op te zetten. Dit overigens wel in samenwerking met een speciale boiler, want met een hoogrendement collector is het totale systeem nog niet hoogrendement.
Je moet je echter afvragen of het resultaat van de winst van een paar procenten niet ook eenvoudiger gehaald kan worden.
Een 10% groter oppervlak brengt evenveel warmte op dan de hoogrendementcollectoren. Dit geldt met name voor de glazen buizen met thermosfleseffect, waarbij een vacuum heerst in de buis voor de isolatie.
Schreeuwend duur met slechts enkele procenten meer winst.
Makkelijk verkrijgbare materialen voor zelfbouw is er inderdaad aanwezig, inclusief platen met Tinox-laag. Je kunt dan zelf een collector in elkaar solderen.
Ze komen vooral uit Oostenrijk en Duitsland. Kijk in Duitsland bij Wagner.
Zelf zal ik een dergelijk systeem voor zelfbouw uit Oostenrijk in mijn pakket nemen. De overeenkomst daarvoor heb ik al, maar het staat nog niet op mijn website.
Maar de meest simpele collector is nog steeds een koperen of aluminium plaat met aan de achterkant koperen pijpen gesoldeerd, aan de zonkant beschilderd met hittebestendige zwarte verf.
Een kast er om heen met steenwol-isolatie aan de achterkant en een glazen plaat er voor, net als een kas. Dat is geen echte hoogrendement, want het glas is niet ijzervrij en niet antireflecterend. Maar het werkt wel tegen redelijk geringe kosten.
In principe is zelfs een enkelplaats zwart geschilderde oude verwarmingsradiator achter glas al voldoende. De reactietijd is wat trager en het warmtetransport van ijzer is minder dan koper, maar warmte afgeven doet ie en warmte opnemen evengoed.
De TINOX-laag verhoogt het rendement echter maar met een ongeveer 5 % en heeft slechts toepassing in warmte-zonnecollectoren. Dat is thermische energie en heeft niets van doen met Photovoltaische energie.
Bij zeer moderne zonnecollectoren is een rendement van 90% zonder Tinox en van 95% tot een nederlands record van 98% mogelijk met Tinox. Het Enschedese bedrijf Dutch Solar Systems heeft hiervan de patenten en ik ben bezig net een samenwerking met hun op te zetten. Dit overigens wel in samenwerking met een speciale boiler, want met een hoogrendement collector is het totale systeem nog niet hoogrendement.
Je moet je echter afvragen of het resultaat van de winst van een paar procenten niet ook eenvoudiger gehaald kan worden.
Een 10% groter oppervlak brengt evenveel warmte op dan de hoogrendementcollectoren. Dit geldt met name voor de glazen buizen met thermosfleseffect, waarbij een vacuum heerst in de buis voor de isolatie.
Schreeuwend duur met slechts enkele procenten meer winst.
Makkelijk verkrijgbare materialen voor zelfbouw is er inderdaad aanwezig, inclusief platen met Tinox-laag. Je kunt dan zelf een collector in elkaar solderen.
Ze komen vooral uit Oostenrijk en Duitsland. Kijk in Duitsland bij Wagner.
Zelf zal ik een dergelijk systeem voor zelfbouw uit Oostenrijk in mijn pakket nemen. De overeenkomst daarvoor heb ik al, maar het staat nog niet op mijn website.
Maar de meest simpele collector is nog steeds een koperen of aluminium plaat met aan de achterkant koperen pijpen gesoldeerd, aan de zonkant beschilderd met hittebestendige zwarte verf.
Een kast er om heen met steenwol-isolatie aan de achterkant en een glazen plaat er voor, net als een kas. Dat is geen echte hoogrendement, want het glas is niet ijzervrij en niet antireflecterend. Maar het werkt wel tegen redelijk geringe kosten.
In principe is zelfs een enkelplaats zwart geschilderde oude verwarmingsradiator achter glas al voldoende. De reactietijd is wat trager en het warmtetransport van ijzer is minder dan koper, maar warmte afgeven doet ie en warmte opnemen evengoed.
-
- Berichten: 212
Re: PV output maximaliseren
Ternary opnieuw hartelijk dank voor de goede en duidelijke uitleg.
Ik ben blij dat die dure TiNox laag niet perse noodzakelijk is, maar zodra je die zelfbouwpakketten op voorraad heb, kom ik je site nog eens bezoeken.
PV vind ik op dit moment nog veel en veel te duur, ruim 5,50 euro per Wp.
Aangezien ik momenteel 5,5 eurocent per kWh (groene stroom) betaal, moet het zonnetje dus maar liefst 100.000 uur op volle kracht schijnen om dit terug te verdienen!
Dat lukt nog niet eens in de Sahara.............
Maar warmte levert natuurlijk veel meer rendement op, ten eerste gebruiken we veel meer warmte dan electriciteit, en bovendien haalt een warmte-collector een veel hoger rendement, zoals je al vermeldde 90 tot 95% is haalbaar, tegen veel lagere kosten.
Dus daarmee wil ik aan de slag komend voorjaar.
Ik heb de gelukkige beschikking over 35m2 dakoppervak, op het zuiden gericht dus..... hoef niet op een metertje te kijken.
Wat die PV betreft, ik ben benieuwd wanneer die uitvinding uit Toronto op de markt komt, dat zou wel eens veel interessanter kunnen worden dan die dure silicium-cellen.
Hou me op de hoogte!
Gr. Harry
Ik ben blij dat die dure TiNox laag niet perse noodzakelijk is, maar zodra je die zelfbouwpakketten op voorraad heb, kom ik je site nog eens bezoeken.
PV vind ik op dit moment nog veel en veel te duur, ruim 5,50 euro per Wp.
Aangezien ik momenteel 5,5 eurocent per kWh (groene stroom) betaal, moet het zonnetje dus maar liefst 100.000 uur op volle kracht schijnen om dit terug te verdienen!
Dat lukt nog niet eens in de Sahara.............
Maar warmte levert natuurlijk veel meer rendement op, ten eerste gebruiken we veel meer warmte dan electriciteit, en bovendien haalt een warmte-collector een veel hoger rendement, zoals je al vermeldde 90 tot 95% is haalbaar, tegen veel lagere kosten.
Dus daarmee wil ik aan de slag komend voorjaar.
Ik heb de gelukkige beschikking over 35m2 dakoppervak, op het zuiden gericht dus..... hoef niet op een metertje te kijken.
Wat die PV betreft, ik ben benieuwd wanneer die uitvinding uit Toronto op de markt komt, dat zou wel eens veel interessanter kunnen worden dan die dure silicium-cellen.
Hou me op de hoogte!
Gr. Harry
-
- Berichten: 62
Re: PV output maximaliseren
Ik denk niet dat je 5,5 cent per kWh betaalt, zeker niet met normaal tarief.
Je moet niet alleen de kale kWh-prijs rekenen, maar ook de toevoegingen wegens REB en niet te vergeten de BTW en het vastrechtgedeelte. Alles bij elkaar boven de 15 cent/kWh overdag en op nachtstroom minder.
Toch blijft stroom van de elektriciteitsmaatschappij voordeliger dan een eigen installatie, als de overheid geen subsidie verleent in enerlei vorm.
In Nederland zal die subsidie voor particuieren niet zo snel terugkomen en voor bedrijven slechts in projectverband.
En dat terwijl in Duitsland de subsidie zoooo hoog is, dat de produktie van zonnepanelen van de wereld op topniveau draait om aan de vraag te kunnen voldoen. Niet ongewoon zijn daar particuliere PV-installaties van 10 kWp to 50 kWp. Maar men krijgt daar dan ook rond 50 cent terug voor elke geleverde kWh aan het lichtnet, waarbij het eigen verbruik meetelt als teruggeleverd. Met garantie voor afname en vergoeding voor 20 jaar. Men moet echter dan wel de installatie zelf bekostigen zonder aanschafsubsidie. Betaalt wordt dit door de REB op grijze stroom, die volledig toegewezen wordt aan investeerders van PV.
Dit in tegenstelling met Nederland, die de REB laat vloeien in de algemene middelen en niet volledig uitkeert aan particuliere investeerders.
Je moet niet alleen de kale kWh-prijs rekenen, maar ook de toevoegingen wegens REB en niet te vergeten de BTW en het vastrechtgedeelte. Alles bij elkaar boven de 15 cent/kWh overdag en op nachtstroom minder.
Toch blijft stroom van de elektriciteitsmaatschappij voordeliger dan een eigen installatie, als de overheid geen subsidie verleent in enerlei vorm.
In Nederland zal die subsidie voor particuieren niet zo snel terugkomen en voor bedrijven slechts in projectverband.
En dat terwijl in Duitsland de subsidie zoooo hoog is, dat de produktie van zonnepanelen van de wereld op topniveau draait om aan de vraag te kunnen voldoen. Niet ongewoon zijn daar particuliere PV-installaties van 10 kWp to 50 kWp. Maar men krijgt daar dan ook rond 50 cent terug voor elke geleverde kWh aan het lichtnet, waarbij het eigen verbruik meetelt als teruggeleverd. Met garantie voor afname en vergoeding voor 20 jaar. Men moet echter dan wel de installatie zelf bekostigen zonder aanschafsubsidie. Betaalt wordt dit door de REB op grijze stroom, die volledig toegewezen wordt aan investeerders van PV.
Dit in tegenstelling met Nederland, die de REB laat vloeien in de algemene middelen en niet volledig uitkeert aan particuliere investeerders.
-
- Berichten: 89
Re: PV output maximaliseren
Ponyhaar schreef:Wat die PV betreft, ik ben benieuwd wanneer die uitvinding uit Toronto op de markt komt, dat zou wel eens veel interessanter kunnen worden dan die dure silicium-cellen.
Hou me op de hoogte!
Gr. Harry
Wat voor een uitvinding hebben ze dan gedaan in Toronto?
Overigens zijn silicium cellen niet duur als je ze vergelijkt met de GaAs cellen, zoals gebruikt op de nuna en de nuna II.
De inhoud van een pizza met straal z en dikte a =Pi*z*z*a
-
- Berichten: 212
Re: PV output maximaliseren
Ze hebben daar een materiaal ontwikkeld dat maar liefst 30% zonlicht kan omzetten en dat als een verf kan worden aangebracht of in plastic verwerkt.
Het spul pakt niet alleen zichtbaar licht, maar ook in het infrarood zodat de cellen ook in het donker electriciteit opwekken, als er maar een warmtebron in de buurt is.
Zo kan het materiaal in kleding worden verwerkt om bijvoorbeeld je mobieltje op te laden met je eigen lichaamswarmte!
zie ook http://story.news.yahoo.com/news?tmpl=stor...canada_solar_dc
Het spul pakt niet alleen zichtbaar licht, maar ook in het infrarood zodat de cellen ook in het donker electriciteit opwekken, als er maar een warmtebron in de buurt is.
Zo kan het materiaal in kleding worden verwerkt om bijvoorbeeld je mobieltje op te laden met je eigen lichaamswarmte!
zie ook http://story.news.yahoo.com/news?tmpl=stor...canada_solar_dc
-
- Berichten: 89
Re: PV output maximaliseren
Dat is wel gaaf!
De inhoud van een pizza met straal z en dikte a =Pi*z*z*a
