Het begint met instraling
links
PV-systeem
basics
grafieken
graphs
huurwoningen
nieuws
index
 

SOLARENERGYERGY

Instralingsgegevens KNMI Valkenburg (ZH)

Introductie
Dagelijkse globale instraling Valkenburg (ZH)
Globale instraling Valkenburg (ZH) per maand & jaar accumulaties
Meer details maandelijkse en jaarlijkse instraling

Instraling in het gehele kalenderjaar tm. 2015

Zonneschijnduur 1951 - 2015

Relatieve "degradatie" kern-installatie van zonnestroom systeem Polder PV

Links

Voor ouder materiaal (tm. 2014): zie deze pagina


Introductie

Zonnestroom opwekken is na installatie van de panelen en de rest van het PV-systeem niet (meer) zo'n eye-opener voor de meeste afnemers. Het systeem werkt, en je hebt er "eigenlijk" nauwelijks omkijken naar. Het systeem ligt of staat op het dak, en het zet volautomatisch stroom om in net"fähige" prik voor uw huishouden. Vele jaren lang. Maar hoeveel, in welk "ritme", en of het wel allemaal optimaal werkt is een thema waar u zich maar eens in moet gaan verdiepen. Eigen monitoring is sowieso beslist aan te raden, want aan een PV-installatie zie je aan de buitenkant niet zoveel of er wat aan "mankeert". Tegenwoordig ook niet zo'n groot probleem meer, met allerlei automatisch werkende portals die vaak standaard worden "bijgeleverd", en vaak ook nog eens gratis toegankelijk zijn. Polder PV moet het grootste deel van de data verwerking van zijn antieke PV-installatie nog steeds met de hand doen...

Een van de basisvoorwaarden voor een goed systeembeheer is zelfstandig kennis vergaren van de "ritmiek" van de instraling van de zon en het 1-op-1 daar aan gekoppelde "gedrag" van uw installatie. Als het systeem werkt, volgt de output van de installatie immers de fysieke instraling van de zon in grote lijnen. Sterker nog: de output van het PV systeem (vermogen in Watt, kilowatt, etc., wat van seconde tot seconde kan wijzigen) reageert vrijwel momentaal op de wisselende instralings-condities. De "instralings-ritmiek" is op de "iets langere" termijn ten eerste gebonden aan het dag-ritme zonsopkomst > theoretisch hoogste input midden op de dag > zonsondergang. Ten tweede aan het weertype (veel bewolking > [veel] minder theoretisch haalbare opbrengst). Ten derde uiteraard: aan het wisselen der seizoenen, gekoppeld aan de daar aan ten grondslag liggende daglengte, de stand van de zon, en de hoogte die deze magnifieke ster inneemt boven de horizon.

We konden lange tijd wat instralings-data betreft ons aller weer instituut, het KNMI raadplegen. Daar stond het - merkwaardigerwijs al heel lang niet meer bijgewerkte - kaartje met instralings-data van 1971 tot en met 2000 (doodlopende link). Helaas is de totale website van het weer instituut herzien in 2015, en heb ik dat kaartje niet meer terug gevonden. Zie voor een kleiner exemplaar van dat kaartje, de bespreking en herberekening van de maatstaf, het artikel van 25/25 april 2007 door Polder PV.

Het KNMI lijkt te zijn overgestapt op metingen door weersatellieten via Meteosat, waaruit nieuwe soorten kaarten worden samengesteld, die in theorie veel gedetailleerder kunnen gaan worden. Voor een voorbeeld, vergeleken met een "oud kaartje", zie figuur 4 op de nieuwe webpagina "Meteosat satellietmetingen van bewolking, zonnestraling en neerslag".

Naast het oude zoninstraling kaartje, en de nieuwe, nog niet uitgekristalliseerde benadering met materiaal van satelliet waarnemingen, levert KNMI ook nog steeds gedetailleerde instralingsgegevens per weerstation, en wel per dag. Die kunnen via een keuzemenu worden opgeroepen ter download vanaf de volgende pagina:

http://knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/daggegevens

Uit die gegevens heeft Polder PV sedert 2013 de instralings-data voor voormalig militair (zelfs "Koninklijk") vliegveld Valkenburg (ZH), station nummer 210 geëxtraheerd. Dat vliegveld ligt op ongeveer 3,5 km. NW van de PV-installatie van Polder PV. Uit genoemde dagelijkse instralings-metingen heb ik in een Excel spreadsheet gedetailleerde dagelijkse, maandelijkse, halfjaarlijkse en jaarlijkse afgeleide data berekend, en deze in de vorm van grafieken op deze speciale webpagina getoond. Instralingsdata zijn voor Valkenburg beschikbaar vanaf 1 september 1951. Het gaat daarbij echter gedurende de eerste gemeten decennia alleen om "zonneschijnduur" en het er van afgeleide "percentage van de langst mogelijke zonneschijnduur".

Veel belangrijker is de werkelijk fysiek gemeten globale instraling (in energie hoeveelheid), die - waarschijnlijk ook op Valkenburg met een pyranometer - gemeten wordt in [kilo]Joule per vierkante centimeter (wordt in mijn spreadsheet later omgerekend naar kWh/m²). Die gegevens zijn beschikbaar vanaf 25 maart 1987. Deze laatste zijn gebruikt voor de meeste grafieken. Afgesloten wordt met een tweetal grafieken van het aantal - afgeleide- zonuren per dag en per jaar.

Gepoogd zal worden om eens in het half jaar (in ieder geval per jaar) een update te geven. Al zijn de trends al zeer duidelijk zichtbaar in deze lange tijdreeks van zo'n kwart eeuw voor de fysieke instraling van zonlicht: het wordt stapsgewijs "lichter". Niet alleen in Valkenburg ZH. Maar in heel Nederland (en in de buurlanden)...


Dagelijkse globale instraling Valkenburg (ZH) Status (laatste meting): 2 jan. 2016



KLIK op plaatje voor uitvergroting

In de eerste grafiek de fysieke "globale instraling" zoals op vliegveld Valkenburg (ZH) gemeten sinds 25 maart 1987, uitgedrukt in Joule/cm² per etmaal. Zeer goed is het seizoensmatige verloop te zien, waarbij vooral de "scherpe pieken in de zomer", en de "relatief brede dalen in de winter" opvallen. De omvang en de hoogte van de "maxima" in de zomer fluctueren behoorlijk. Het laagst gemeten "maximum" in een zomer werd in deze periode in Valkenburg gemeten in 1991, toen op 4 juli de hoogste instralingswaarde voor dat kalenderjaar werd bereikt: 2.774 Joule/cm².dag.

Veel hoger lag de maximaal gemeten dag-instraling op 1 juni 2011, die zelfs 3.064 Joule/cm².dag liet zien (rode diamant rechts), het hoogste instralings-niveau in de bijna 29 jaar dat er op die lokatie gemeten is. 10,5% boven voornoemde "lage zomerwaarde" voor 4 juli 1991.

Qua minimum gemeten instraling moeten drie dagen deze trieste "eer" met elkaar delen (blauwe diamantjes). 16 december 1988, 16 december 2002, en 25 november 2005 hadden slechts een gemeten instraling van 16 Joule/cm².dag. Een factor 192 lager dan het absolute maximum van 1 juni 2011. Gelukkig zijn dat relatief weinig voorkomende omstandigheden.

Gemiddeld genomen werd er tot en met 31 december 2015 een hoeveelheid globale instraling van 1.061 Joule/cm².dag gemeten op Valkenburg (zwarte streepjeslijn). Omgerekend komt dat neer op een gemiddelde globale instraling van 2,95 kWh/m².dag (een fractie hoger dan de waarde tm. eind 2014).

Duidelijk is in ieder geval dat op basis van de trendmatige ontwikkeling - door de bank genomen - de seizoens-gerelateerde "input" van (globale) instraling zeer goed is te voorspellen. En dus ook, indirect, de te verwachten zonnestroom productie (die direct afhankelijk is van het niveau van instraling).


Globale instraling Valkenburg (ZH) per maand & jaar accumulaties



KLIK op plaatje voor uitvergroting

In deze grafiek de van de dag gegevens afgeleide instralingsdata geaccumuleerd per maand. Elke maand heb ik daarbij een eigen kleur gegeven (kleurverloop van blauw [jan.] via geel - oranje - bruin [zomermaanden] tot en met donker paars [dec.]). Jaren vanaf 1987. Dat eerste jaar is onvolledig (begin metingen: 25 maart 1987). Metingen in de grafiek lopen door tot en met 31 december 2015.

Uit deze grafiek en de er aan ten grondslag liggende spreadsheet kunnen de volgende zaken worden afgeleid:

  • Minimale maandelijkse instraling in december 1993 (3.865 J/cm².maand).

  • Maximale maandelijkse instraling in mei 1989 (74.911 J/cm².maand, een factor van ruim 19 maal het record voor de "minimum" instraling in december 1993).

  • Het gemiddelde over de gehele periode (volledig bemeten maanden) bedraagt 32.295 J/cm².maand (streepjeslijn in grafiek). Dat komt neer op een gemiddelde van 89,7 kWh/m².maand.

  • De spread tussen de minimale en maximale maandelijkse instraling bedroeg 71.046 J/cm².maand. De helft daarvan is 110% t.o.v. het langjarige gemiddelde (er boven of er onder).

  • De maandelijkse fluctuatie in de instraling in de zomerperiode kan per jaar fors verschillen (pieken aan bovenzijde).

  • In de winterperiode zijn die (absolute) fluctuaties veel minder groot, wat komt door de sowieso veel lagere instraling in de wintermaanden en frequent optredende forse bewolkingsgraad (vooral veel strooilicht).



KLIK op plaatje voor uitvergroting

In deze tweede grafiek dezelfde maandelijkse instralingsdata gepresenteerd zoals in het vorige exemplaar, maar nu gestapeld, en bovenaan in vetdruk voorzien van het daar uit volgende totaal resultaat voor de instraling in het kalenderjaar. Y-as in kJ/cm² per jaar (totale jaar waarden bovenaan de kolommen).

In deze gestapelde kolom grafiek is de licht wisselende aandeel verdeling per maand per kalenderjaar goed te zien, met daarbij uiteraard een zeer significant aandeel voor de instraling in de zomerse maanden mei (geel) tot en met augustus (lichtbruin). Ik heb het aandeel van die vier zonnige maanden in de totale jaarlijkse instraling ook nog even apart uitgerekend: dat komt op een fors gemiddelde van 59% van het totaal, met uitschieters naar onderen van 55% in 2002, en zelfs bijna 63% naar boven in het daar aan voorafgaande jaar 2001. In 2015 was het aandeel van die vier maanden 58,3% op het jaartotaal. Als u er zorg voor draagt dat uw PV-installatie minimaal in die vier belangrijk(st)e maanden NIET (deels) wordt beschaduwd, hebt u al een groot deel van de totaal haalbare jaaropbrengst te pakken, aannemend dat die globaal genomen de hoeveelheid instraling volgt.

Afgezien van het onvolledige jaar 1987 (dataset niet compleet) kunnen we ook de totale jaarsommen van de instraling vergelijken. Daaruit blijkt voor Valkenburg ZH een langjarig gemiddelde (1988-2015) van 386.501 J/cm².jaar (equivalent aan bijna 1.074 kWh/m².jaar). Extremen zijn in dat opzicht opgetreden in de kalenderjaren 1998, met slechts 348.862 J/cm².jaar (9,7% afwijking van gemiddelde naar onder), en het zeer instraling rijke "record" jaar 2003, met 419.004 J/cm².jaar (8,4% afwijking van gemiddelde naar boven).

De laatste zeven jaren vanaf 2009 lagen wat ontvangen globale instraling betreft allemaal boven het langjarige gemiddelde (inclusief instraling 2015). 2009 (+5,0%), 2011 (+ 3,4%), 2014 (+ 2,9%), resp. 2015 (5,0%) waren bovenmatig instralings-rijke jaren in Valkenburg ZH. 2010 deed het met 2,1% meer instraling t.o.v. het langjarige gemiddelde. 2012 en 2013 kwamen qua geaccumuleerde zoninstraling op een "bonus" van 0,5-0,6% meer t.o.v. het gemiddelde. Zie verder ook deliberaties onder "aantal zonuren".

Verklaring KNMI
Dát het vrijwel overal in Nederland, incl. bij meetstation Valkenburg gemiddeld "lichter" is geworden vinden we wat verstopt terug op deze KNMI pagina over waarnemingen en klimaatveranderingen: "Een reden voor deze verandering is dat de lucht schoner is geworden en daardoor ook transparanter. De waarnemingen laten ook zien dat de zonnestraling onder bewolkte omstandigheden is toegenomen. Daaruit blijkt dat wolken transparanter zijn geworden door de verminderde luchtvervuiling". KNMI claimt dat de (gemiddelde) zonnestraling vanaf de jaren tachtig in de vorige eeuw "met 9 procent is toegenomen tussen 1981 en 2013".


Meer details maandelijkse en jaarlijkse instraling

Weergegeven is de instraling per maand in Joule/cm² volgens opgave KNMI (conversie naar kWh/m²: vermenigvuldigen met 0,00278). Alle jaren vanaf 1987 (1e in Valkenburg ZH, onvolledig door KNMI gemeten jaar) zijn over elkaar heen geprojecteerd om de spreiding in de instraling goed te kunnen weergeven. Van de complete reeks (met volledig bekende data per maand tot en met 2015) is het gemiddelde berekend, weergegeven in de zwarte curve. Duidelijk is, dat de spreiding in de "zomerse" maanden mei tm. juli het grootst is: in theorie "zeer zonrijke" maanden, met soms enorme piek opbrengsten (hoogste weergegeven in deze periode: mei 1989, met 74.911 J/cm², 27% hoger dan het langjarige gemiddelde voor die voorjaars-maand, en een factor 2,3 maal het langjarige gemiddelde voor alle maanden). Maar als er tijdens een significant deel van zo'n "in principe zomerse" maand een of meerdere depressies over ons land komen waaien, kan de totaal opbrengst fors tegenvallen. Zo is er een all record summertime low in Valkenburg ZH gemeten (in de getoonde periode) in juni 1991, toen er slechts 47.093 J/cm² werd geregistreerd. 19% minder dan het langjarige juni gemiddelde.

In het voor- en najaar, en vooral in de winter is de spreiding véél minder dan in de zomermaanden. Dit heeft te maken met (a) veel hogere aandelen diffuus licht, en (b) kortere daglengtes. Die factoren maken dat zeer hóge opbrengsten veel minder vaak voorkomen, en dat de spreiding van de maandproducties dus sowieso beperkt is. Vooral in hartje winter (december en januari) is die spreiding zéér klein, vergeleken met de schaal van de getoonde fluctuaties in het hele jaar.

In de curve is 2015 wat dikker aangezet in rood, om een vergelijking met de voorgaande jaren wat beter mogelijk te maken. Zie echter ook aparte grafiek hier onder.

2015 t.o.v. langjarig gemiddelde
Om 2015 uit te lichten, heb ik een kleinere versie van de voorgaande grafiek gemaakt, met alleen de resultaten voor vorig jaar, met het langjarige gemiddelde tm. 2015 in dezelfde grafiek.


Uit deze grafiek wordt in een oogopslag duidelijk dat, na een vrij zonnige februari maand, vooral 4 "lente-zomerse" maanden op rij, april tm. juli in Valkenburg ZH "bovenmatige" hoeveelheden zoninstraling hebben gehad (2015: paarse curve, langjarige gemiddelde: zwarte curve). Dat is de reden dat overall genomen, 2015 zo'n "goed" (maar geen record) zonnejaar is geweest.

Verder was er in 2015 een klein positief verschil in oktober te zien. De meeste andere maanden lagen op, rond, of ietsje onder het langjarig gemiddelde (januari als "nauwelijks opvallende negatieve uitschieter").

2014 t.o.v. langjarig gemiddelde
Ter vergelijking heb ik hieronder het plaatje voor 2014 weergegeven, t.o.v. het langjarige gemiddelde tot en met dat jaar (wat natuurlijk niet sterk afwijkt van dat tm. 2015). Goed is te zien dat de trends tussen deze twee jaren per maand flink kunnen verschillen. Weer is nu eenmaal een veranderlijk iets, en elke maand kan weer voor "verrassingen" zorgen.

De derde maand van 2014 was zelfs - in de bekende meetreeks vanaf 1987 - een recordmaart (35.227 J/cm², met hakken over de sloot). Daarmee stak maart 2014 in onze regio de loef af van het op vele (andere) fronten "record zonjaar" 2003 (maart: 34.939 J/cm²), resp. 1993 (33.852 J/cm²), in de gemeten periode. Ook juni vertoonde in 2014 een hoge opbrengst, maar die haalde het niet bij het record van 67.425 J/cm² wat in de getoonde meetperiode vanaf 1987 in juni 2009 werd gehaald (toen 14% boven het langjarig gemiddelde). De enige echt "negatieve" maand in 2014 was mei, met slechts 56.022 J/cm² instraling, bijna 5% lager dan het gemiddelde.


Instraling in het gehele kalenderjaar tm. 2015 (Valkenburg ZH)

In deze grafiek het overzicht voor het volledig bemeten kalenderjaar, van 1988 tot en met 2015. 1998 gaat in deze time-line als absoluut "bodem" jaar in, op Valkenburg, met slecht 969 kWh/m², 9,8% onder het langjarige gemiddelde van 1.074 kWh/m² (was nog 1.072 kWh/m² tm. 2014). 2003 was - ook voor het destijds volledig functionele 1,02 kWp Polder PV deelsysteem - het "gedroomde topjaar". Met maar liefst 1.164 kWh/m², 8,4% meer zonlicht dan het langjarige gemiddelde tm. 2015. Verder opvallend: vanaf 2009 alle jaren met bovengemiddelde zoninstraling. Een trend die trouwens ook in Duitsland is gesignaleerd: gemiddeld genomen meer zonlicht per jaar. 2012 en 2013 hadden een bijna even grote hoeveelheid instraling. 2014 ontving beduidend meer in Valkenburg (3,1% meer dan langjarig gemiddeld). En 2015 sprong daar nog een flink eind bovenuit, 1.127 kWh/m² invangend (4,9% hoger dan langjarig gemiddeld tm. 2015). Maar het is in deze historische reeks ook nog steeds geen "recordjaar", het komt na de nummers 1 (2003) en 2 (1995) ex aequo, samen met 2009, op de derde podium-plaats. Goed voor een bronzen plak.


Zonneschijnduur 1951 - 2015 (Valkenburg ZH)

In de data voor Valkenburg is naast de nog "relatief korte" reeks voor de fysieke zoninstraling in J/cm², ook een veel langere time-line voor de zonneschijnduur te vinden. Deze wordt al sinds 1951 bijgehouden. De "eenheid" is in tienden van een uur. Deze heb ik - voor Valkenburg - in de volgende, tot en met 2015 bijgewerkte grafiek weer uitgezet:


KLIK op plaatje voor uitvergroting

De maximale gemeten dagelijkse zonneschijnduur in deze lange historische reeks viel op 30 juni 1976, en bereikte een waarde van 15,9 "zonuren" (op een etmaal duur van 24 uur, dus 66% van dat etmaal). Opmerkelijk is dat er ook negatieve waarden van -0,1 zijn vastgesteld (diverse data). Volgens de data opgave wordt die waarde "toegekend" bij een zonneschijnduur van minder dan 0,05 uur in een etmaal.

De "gemiddelde zonneschijnduur" van alle dag metingen in deze lange reeks bedraagt 4,55 uur/dag.

Uit de dagelijkse zonneschijnduur zijn natuurlijk ook andere tijdreeksen tevoorschijn te toveren. In de volgende, zeer belangrijke grafiek de jaarlijkse accumulaties van de zonneschijnduur, in uren per jaar.

Per volledig bemeten kalenderjaar zijn de volgende kern data gedestilleerd uit de KNMI gegevens, met volledig bemeten jaar reeks van 1952 tot en met 2015:

  • Minimum aantal zonuren per jaar: 1.358 in 1988 (blauw weergegeven getal, 15,5% van totaal aantal uren in een jaar met 365 dagen, 8.760)

  • Gemiddelde aantal zonuren per jaar: 1.665 (achterste kolom, was eind 2013 nog 1.657, eind 2014 1.661 zonuren gemiddeld)

  • Maximum aantal zonuren per jaar: 2.135 in 2003 (rood weergegeven getal, 24,4% van totaal aantal uren in een jaar met 365 dagen)

  • Andere jaren met een hoog aantal zonuren in de bekeken periode (chronologisch): 1959 (2.008 uren), 1976 (1.936 uren), 1995 (2.054 uren), 2009 (1.962 uren), en 2011 (1.965 uren). 2015 (1.916 uren) volgt pas op afstand op 2011.

  • 2004, 2007 en 2013 waren "relatief matige jaren" waar het de zonneuren betreft, gezien de ontwikkeling in de reeks vanaf 2001. 2014 en 2015 waren echter weer "goede jaren" op dat punt. Maar ook hier weer: niet "opvallend veel" zonneuren in vergelijking meer enkele specifieke eerdere jaren in de laatste twee decades.

Tevens zijn in de grafiek achtereenvolgens een lineaire trendlijn te zien (rood, gestreept), en - inmiddels - 3 curves met het gewogen gemiddelde van drie periodes. Eentje voor het gemiddelde van de laatste 5 jaar inclusief het bekeken jaar (magenta curve). Een voor het gemiddelde van de laatste 10 jaar inclusief het bekeken jaar (lichtpaarse curve). En een derde voor de laatste 25 jaar (ditto, donkerpaarse curve).

Uit alle drie de laatstgenoemde curves, en met name die voor de periode van 25 jaar (die grotere afwijkingen tussen jaren onderling het best "uitmiddelt"), blijkt zeer duidelijk: de laatste jaren zijn er gemiddeld genomen beduidend meer zonuren gemeten op vliegveld Valkenburg, dan in het laatste millennium. Zoals eerder al vastgesteld voor zowel het aantal zonneuren, als voor de fysieke instraling bij vijf meetstations in ons land. En dat is goed nieuws voor eigenaren van PV-installaties.


Relatieve "degradatie" kern-installatie van zonnestroom systeem Polder PV

In eerdere berichten heb ik u uitvoerig uit de doeken gedaan wat de door KNMI gemeten instraling was in 2015 (in Nederland, en, vlak bij onze locatie, op Valkenburg ZH). Zoninstraling die in de loop van de laatste jaren gemiddeld genomen is gestegen. Daarnaast heb ik de productie gegevens van onze zonnestroom genererende installatie tot en met vorig jaar laten zien. Met name die voor het langjarig aanwezige, ruim 1 kWp grote "kern"systeem (10 Shell Solar modules). In dit artikel laat ik zien wat het effect is op de verhouding fysiek gemeten zonnestroom productie t.o.v. de (toegenomen) door KNMI gemeten instraling in de buurt. Daarbij neem ik ook in de eerste grafiek een "outlier" in de provincie mee, het welbekende systeem van Blauwe Hoek in Spijkenisse.

Specifieke opbrengsten Polder PV en Blauwe Hoek en instraling Valkenburg ZH

In deze grafiek de specifieke kalenderjaar opbrengsten van 2 deelsystemen van Polder PV (4x 93 Wp lichtblauw, 6x 108 Wp paars), het totaal van die systemen (10 panelen, 1,02 kWp, groen), en die van Blauwe Hoek (Spijkenisse, 2,7 kWp, blauw). De data van de laatste twee jaar voor Blauwe Hoek zijn van het Sonnenertrag portal genomen (volledige reeks vanaf november 2003, "BlueCorner"). De gemiddeldes over de reeks 2004-2015 zijn in het achterste blok van vier kolommen weergegeven. Eenheid producties: kWh/kWp.jr (linker Y-as). Als "referentie" in doorzichtige brede kolommen met oranje rand, de fysieke horizontale instraling gemeten op KNMI meetstation Valkenburg ZH, vlak bij het Polder PV systeem, omgerekend in kWh/m², rechter Y-as).

De specifieke kalenderjaar producties van de twee deelsystemen van Polder PV ontlopen elkaar niet veel, alleen in het begin (2004) waren er nog "selectieve omvormer problemen" in de eerste groep. Dit is zeker na de systeem renovatie in 2005 bijna gladgestreken, we hebben niet veel dropouts van individuele micro-inverters meer gehad. Derhalve is de specifieke opbrengst van het totaal van die twee deelgroepen (groene kolommen) niet wezenlijk verschillend van de deelgroepen. En dat is al jaren zo. Wel is natuurlijk opvallend, dat het Blauwe Hoek systeem, 35 kilometer ZZW waarts van de installatie van Polder PV, continu veel beter presteert. Dat is echter niet vreemd, omdat het een vrijwel schaduw-loze schuindak generator met aanvankelijk hoog rendement hebbende Philips EVO omvormers en hoogwaardige Duitse modules betrof. Waarbij in een later stadium een zeer goed uit testen komende Steca 3600 string omvormer voor is ingezet. De micro inverters van Polder PV zullen nauwelijks 92 procent omzettingsrendement halen, dus er gaat hier sowieso "relatief" veel opwek verloren aan warmte afgegeven door die kleinoden (ze worden flink heet als het erg zonnig is). Bovendien is een deel van onze "kern"installatie alweer 3 en een half jaar ouder dan het in november 2003 geïnstalleerde systeem in Spijkenisse. Dus zal - theoretisch bezien - de opwek capaciteit van onze zonnepanelen sowieso al kunnen zijn afgenomen. Zonnecellen "degraderen" immers in de loop van de tijd, al is het tempo daarvan mij heel erg meegevallen (zie grafieken verderop).

Dit alles, in combinatie met de relatief korte DC bekabeling in Spijkenisse (bij Polder PV: 25 meter, met diverse vertakkings-punten, dus kwetsbaarder, en meer "kabel verlies" opleverend), maakt dat het Blauwe Hoek systeem veel efficiënter opereert. Wat het gemiddelde in de kolommen achteraan betreft, lag de specifieke opbrengst van Blauwe Hoek gemiddeld een dikke 7% boven dat voor de 1,02 kWp "kern" installatie bij Polder PV (957 resp. 892 kWh/kWp.jr). Ik maak me daarover niet echt veel zorgen, we hebben het laatste jaar meer stroom opgewekt dan we nodig hadden, en zaten de laatste jaren toch al "rond de nullijn op jaarbasis".

De "dip" in 2010 werd voor onze installatie veroorzaakt door de dikke maand uitval plus nog langer last van schaduw effecten vanwege de dakrenovatie op ons complex in het najaar. Ik heb de resultaten gewoon "meegenomen" omdat je het als "bedrijfsrisico" kunt zien. Als we de resultaten voor dat jaar niet in het gemiddelde in de laatste kolommen groep rechts zouden meenemen, zouden die gemiddelde resultaten natuurlijk op een wat hoger niveau komen te liggen. Vreemd genoeg had Blauwe Hoek in dat jaar ook een behoorlijk lage (specifieke) opbrengst. De reden daarvan is niet bekend, de instraling in dat jaar lag toen op een grofweg gemiddeld niveau voor de reeks 2004-2015.

Let ook op dat, ondanks onze al flink op leeftijd gerakende "kern" PV-installatie, de gemiddelde jaarlijkse specifieke opbrengst ervan nog steeds, na 15 jaar (!) op een niveau bóven het "verondersteld productie gemiddelde in Nederland" ligt...


Specifieke opbrengsten Polder PV gerelateerd aan absolute instraling

Instralings-specialist Rob de Bree van het vermaarde Siderea.nl portal wees Polder PV een tijd geleden op een methode om op basis van productie gegevens en bekende instralings-data "een maat voor de degradatie van [de opbrengst van] zonnepanelen" te bepalen. Dit is in bovenstaande grafiek gedaan door de absolute, AC-zijdige omvormer kWh productie data van de betreffende deelsystemen te delen door de ("DC-zijdig inkomende") instraling in kWh/m² in het betreffende jaar. Ik heb dat wederom voor de twee oudste deelsystemen van Polder PV gedaan, en voor de totale opbrengst van die twee deelgroepen (zijnde het "langjarig bestaande kernsysteem" van 1,02 kWp). Het heeft niet zo veel zin om Blauwe Hoek hierbij te betrekken, omdat die op een nogal forse afstand ligt van Leiden, en je daarvoor eigenlijk beter gebruik kunt maken van de specifieke instraling in dichterbij gelegen meetstations. Zoals Rotterdam en/of Hoek van Holland.

Uiteraard krijg je hierdoor verschillende niveaus, omdat van absolute producties wordt uitgegaan, en de drie systeem configuraties natuurlijk verschillende groottes hebben (namelijk: 372, 648, resp. 1.020 Wp). Wel kan in eerste instantie al bekeken worden in hoeverre elk jaar van het langjarige gemiddelde per deelgroep afwijkt. De gemiddeldes zijn in iets afwijkende kleurstelling rechts weergegeven, waarbij de stippellijn met het gemiddelde niveau naar links is doorgetrokken. Hieraan zien we, dat afgezien van "dak renovatie jaar 2010", bij de oudste deelgroep (4x 93 Wp) er nauwelijks afgeweken wordt van dat langjarige gemiddelde. Terwijl in deze grafiek dus beslist rekening is gehouden met de fysieke instraling. En er dus automatisch is gecompenseerd voor het feit dat het gemiddeld lichter wordt de laatste jaren (ook bij meetstation Valkenburg ZH, artikel, en daar gelinkte uitgebreidere analyse). Bij de tweede deelgroep, 6x 108 Wp, zijn de resultaten wisselender. 4 van de modules staan in de achterste rij, en krijgen in de wintermaanden tijdelijk, met name wanneer de zon fel schijnt, last van wat lange schaduwen. Maar ik weet ook dat de productie ervan sowieso wat tegenvalt t.o.v. andere gelijksoortige panelen. Er zitten waarschijnlijk wat "zwakkere" inverters in die groep. Echter: in 2015 was het jaar resultaat weer op gemiddeld niveau, dus echt "zorgen" maak ik me daar niet over. De verschillen zijn t.o.v. het langjarige gemiddelde redelijk "subtiel" te noemen.

De gezamenlijke opwek, weergegeven in de groene kolommen, weerspiegelt natuurlijk de "stabiele" opwek van de eerste vier panelen, en de iets grilliger verlopende opbrengst van de 6 overige modules. Afgezien van dak renovatie jaar 2010 ("bedrijfsrisico") blijft alles echter binnen proporties, en behapbaar. Het systeem als geheel produceert voorbeeldig, mede gezien het feit dat het al totaal verouderde technologie betreft. Al met al, hierbij al rekening gehouden hebbend met de hogere instraling, blijft de productie van dit systeem behoorlijk stabiel in de loop van de tijd.

In de laatste grafiek hetzelfde exemplaar als de vorige, maar met uitsluiting van de langjarige gemiddelde kolommen. Tegelijkertijd heb ik lineaire trendlijnen van de kalenderjaar opbrengsten genormeerd naar de fysieke instraling, per deelgroep geïntroduceerd. Ook voor de instraling zelf heb ik een trendlijn laten berekenen, en deze geeft voor de getoonde periode van 2004 - 2015, zoals te verwachten op basis van mijn eerdere onderzoek, een opvallende stijging te zien. Met een Compound Annual Growth Rate (CAGR) berekening kom ik dan op een gemiddelde stijging van een opvallende 0,43% per jaar voor Valkenburg ZH.

"Degradatie" percentages
Bij de verhouding opbrengst genormeerd t.o.v. genoemde fysieke instraling (drie overige trendlijnen), zien we hetzij "stabilisatie", hetzij "aantoonbare degradatie". Bij de oudste vier 93 Wp ACN2000E modules (blauwe trendlijn) is er vrijwel geen neergaande trend te bespeuren, ondanks de correctie voor de toegenomen instraling. Met een CAGR berekening kom ik voor die vier panelen / micro-inverter combi's op een "degradatie factor" van slechts 0,03% per jaar (!). Bij de anderhalf jaar jongere 6 stuks 108 Wp modules (van een ander type, ACN5000E, met een ander merk zonnecellen) is er beslist sprake van een neergaande trendlijn (paars). Hiervoor is er een CAGR van 0,50% gemiddelde "degradatie" per jaar vastgesteld. Gaan we kijken naar alle tien panelen bij elkaar, komt de ook daarvoor omlaag hellende trendlijn op een CAGR voor de degradatie factor duidelijk, doch veel minder sterk negatief uit: slechts gemiddeld -0,29%/jaar. Dat is fors minder dan de 0,5%/jaar degradatie waarmee bij bijvoorbeeld crowdfunding projecten van Zonnepanelendelen wordt gerekend (zie bijv. info memorandum Wennekerpand Schiedam).

Bij bovenstaande beschouwing gaarne rekening houden met het feit dat het jaar 2010 een "negatieve invloed" heeft gehad op de te verwachten trendlijn. Als er géén dakrenovatie zou zijn geweest in dat jaar, en dus geen aantoonbaar verminderde opbrengst, zouden de te verwachten "degradatie curves" op basis van de resultaten inclusief die voor het jaar 2010 nog minder sterk zijn geweest dan in bovenstaande grafiek.

Conclusie
De boodschap: ondanks het feit dat het in deze analyse om "oude" zonnepanelen gaat, blijven ze het prima doen na al die jaren. Nota bene: de laatste jaren ook vrijwel zonder "onderhoudswerkzaamheden". Ondanks de verhoogde instraling de laatste jaren, laat een gecorrigeerde berekening zien dat er niet een forse degradatie is opgetreden, die "gemaskeerd" zou zijn door de hogere input van energie. Het Polder PV systeem heeft een betrouwbare "ruggengraat", en we mogen hopen dat die nog lang met relatief hoge opbrengsten mee mag gaan.


Links

Nationale instralingsdata tot en met 2015 (4 januari 2016, analyse Polder PV)

Daggegevens van het weer in Nederland (KNMI, volledige meetreeksen, interactieve selectie, etc.)

Siderea.nl. Tien jaar productie metingen Polder PV gebruikt voor simulatie. Document "Evaluatie Siderea PV Simulator. Validatie met gemeten producties."

Jaarproductie zonnestroom in Nederland. 2015 fors hoger dan gemiddeld jaar. (Siderea, 1 jan. 2016)

Landelijke Opbrengst Berekening PV - Jaaroverzicht 2015 (Siderea, 1 jan. 2016, met verwachtingen voor specifieke opbrengsten voor 5 lokaties verspreid over Nederland, in het kustgebied bij "optimale oriëntatie" potentieel van ver over de duizend kWh/kWp in dat jaar mogelijk)

Velds, C.A. (1992). Zonnestraling in Nederland. KNMI. Thieme, Baarn. 170 pp. (zeer diepgaande, wetenschappelijke studie naar diverse aspecten rond dit thema, o.a. zonneschijnduur, instraling op horizontale vlak diverse weerstations over de jaren, instraling op hellende vlakken, uitgebreide literatuurlijst). Pdf bij KNMI.


Oorspronkelijke update: 14 januari 2016 (zie intro); toegevoegd dd. 16 februari 2016: degradatie paragraaf.

 
 
 
© 2015-2016 Peter J. Segaar/Polder PV, Leiden (NL)
^
TOP