Seizoenseffecten

108 Wp AC modules (ACN 5000E)

5. Introductie
6. Cumulerende dagopbrengst (E) rollover image
7. Momentaan vermogen (Pac) rollover image
8. Inverter temperatuur (T) rollover image

zie ook: 93 Wp AC modules (ACN 2000E)
zie verder ook: introductie op pagina seizoenseffecten 93 Wp AC modules

5. Introductie

Terwijl de 4 93 Wp AC modules het hele jaar door continu onbeschaduwd zijn, staan 4 van de 6 108 Wp modules in de wintermaanden gedeeltelijk in de schaduw van de voorste rij zonnepanelen. Omdat dit een dramatisch effect heeft op, met name, de gemiddelde dagproductie en het momentane vermogen van de 108 Wp groep is een vergelijking van deze gemiddeldes met die van de onbeschaduwde 93 Wp modules niet correct als we een vergelijking van seizoenseffecten willen maken omdat in de overige maanden van het jaar in het geheel GEEN schaduweffecten waargenomen zijn op ons PV-systeem. Daarom is de meest "eerlijke" vergelijking die van het gemiddelde van de 2 onbeschaduwde 108 Wp modules met dat van de 4 onbeschaduwde 93 Wp modules. In de betreffende paragrafen worden deze grafieken voor de 108 Wp modules in "rollover images" getoond als de muiswijzer naast de figuur gehouden wordt. Als de muiswijzer boven de figuur wordt gesleept, verschijnt de grafiek met de gemiddelde waarden van alle 6 108 Wp modules waarbij in de wintermaanden de schaduweffecten een duidelijke rol blijken te spelen. Met name het effect op de gemiddelde dagopbrengst en het momentane vermogen is aanzienlijk; het effect op de indirect van het afgegeven vermogen afhankelijke inverter temperatuur is veel minder prominent.

Het effect van de schaduwwerking lijkt dramatisch, maar dat geldt alleen voor zonnige dagen. Op dagen met weinig zon of bewolking zal een aanzienlijk deel van de opbrengst uit strooilicht komen en door de afwezigheid van slagschaduwen zal het effect op die dagen dan ook veel minder sterk zijn. Bovendien is de dagopbrengst in de winterperiode toch al veel minder dan in het zomerseizoen door de laagstaande zon, hetgeen betekent dat het totale productieverlies op jaarbasis zeer gering is. Zie verder de sectie schaduweffecten waarin uitvoerig op deze materie wordt ingegaan.

6. Cumulerende dagopbrengst (E) 108 Wp AC modules

Voor "on-the-spot" vergelijking: zie ook vermogen Pac resp. inverter temperatuur T.
<ROLLOVER image> Zie ook dagopbrengst curves voor de 93 Wp AC modules.

Cumulerende dagopbrengst curves van de groep met 108 Wp ACN 5000E AC-modules voor geselecteerde wolkeloze dagen in 1 grafiek met gestandaardiseerd log tijdstip interval van ongeveer 15 minuten (de intervallen van oudere, met de hand gelogde curves kunnen soms iets afwijken; verder zijn ook alle laatste logdata weergegeven als die buiten het interval kwamen te liggen). Getoond wordt het resultaat voor een gemiddeld 108 Wp paneel (muiswijzer boven de grafiek) en dat voor een gemiddeld onbeschaduwd paneel (muiswijzer naast de grafiek). Deze laatste variant is het best (meest objectief) te vergelijken met dezelfde grafiek voor de 93 Wattpiek AC-modules (klik op tekstlink achter <ROLLOVER image>).

De gemiddelde energieproductie per onbeschaduwde 108 Wp AC-module ligt een stuk hoger dan die voor de 93 Wp modules (de OK4 inverters werken op de 108 Wp AC-modules langer op vol vermogen). De hier getoonde dagopbrengsten variëren van 236 Wh in de winter (9 december 2002) tot en met 670 Wh in het voorjaar (7 april 2003) per AC-module (zomercurve 15 juli 2003 ligt iets onder deze laatstgenoemde voorjaarscurve), wat gemiddeld genomen ongeveer 23% hoger is dan de behaalde productie op de 93 Wp AC-modules met dezelfde inverters.

Ook al is de daglengte in de zomer beduidend groter dan in de voorjaarsmaanden (vooral goed aan het eind van de dag te zien), door de zeer ongunstige hoek waaronder de zon t.o.v. de zonnepanelen in de ochtend- en avonduren staat, wordt er nauwelijks extra energie geproduceerd in die perioden, al blijft de inverter nog geruime tijd boven de afschakeldrempel "hangen".

Schaduweffecten
Bij het via de muis te controleren afwisselen van de data voor de onbeschaduwde resp. ALLE 108 Wp AC-modules is duidelijk het effect van de beschaduwing op de gerealiseerde gemiddelde dagproductie per module te zien, met name in hartje winter (december curves). Zo is de uiteindelijke gemiddelde productie voor alle 6 108 Wp AC-modules op 9 december 2002 122 Wh, dat is 48% minder dan het gemiddelde voor de 2 onbeschaduwde zonnepanelen (236 Wh). Voor 7 november 2003 zijn de getallen: 329 Wh gemiddelde alle 108 Wp modules, 347 Wp onbeschaduwde 108 Wp modules (verschil nog maar 5%); voor 20 februari 2004: 465 Wh (alle modules) resp. 473 Wh (onbeschaduwde modules), resulterend in een marginaal verschil van nog geen 2% op de totale dagopbrengst. Vóór oktober en na februari zijn geen significante schaduweffecten binnen ons PV-systeem te detecteren.

Tenslotte is heel duidelijk te zien, bij vergelijking van de 93 resp. 108 Wp curves, dat in de schaduwrijke maand december de gemiddelde dagproductie van de complete 108 Wp groep onder die voor de 93 Wp groep komt te liggen door de forse beschaduwing van de achterste 4 AC modules, maar dat zoals in het gehele jaar het resultaat voor de 2 onbeschaduwde 108 Wp AC modules altijd (ver) boven dat voor de (onbeschaduwde) 93 Wp AC modules ligt.

7. Momentaan vermogen (Pac) 108 Wp AC modules

Voor "on-the-spot" vergelijking: zie ook dagopbrengst E resp. inverter temperatuur T.
<ROLLOVER image> Zie ook vermogenscurves voor de 93 Wp AC modules.

Uiteraard geldt ook voor de gemiddelde vermogensoutput van de 108 Wp AC-modules dat het maximum rond het middaguur ligt. Althans, bij de onbeschaduwde panelen/situaties (grootste deel van het jaar). De maximale vermogensoutput is 55 Watt op 9 december 2002 en maar liefst 89 Watt op 7 april 2003, hetgeen neerkomt op een verschil van ongeveer 38% t.o.v. het maximaal behaalde vermogen.

Let ook op het forse verschil in maximaal behaald vermogen op de onbeschaduwde 108 Wp modules in vergelijking met de 93 Wp exemplaren: 89 i.p.v. 73 Watt, een verschil van 18%, op 7 april 2003, en 55 i.p.v. 43 Watt, een verschil van maar liefst 22%, op 9 december 2002. De 108 Wp modules presteren beduidend beter met de OK4 inverters. Klik voor "on-the-spot" vergelijking van de 2 grafieken op de tekstlink achter <ROLLOVER image>.

Zoals reeds gezegd bij de vermogenscurves voor de 93 Wp AC-modules (zie opmerking aldaar), worden op wolkeloze dagen NOOIT absoluut de hoogste vermogens gehaald door de accumulatie effecten van de opwarmende zonnepanelen en de omvormers die hun warmte niet efficiënt kwijt kunnen. Toch komt de vermogenscurve van 7 april dicht in de buurt van het maximale output vermogen wat ooit (kortstondig) is gemeten voor de 108 Wp modules (14 mei 2004: 94 Watt, tussen "wattenwolken" in). Dit komt omdat op deze zeldzaam mooie voorjaarsdag er een koude oostenwind stond die zowel de zonnepanelen als de eronder gemonteerde omvormers op een lage temperatuur hield, hetgeen een grote impuls op het rendement bleek te hebben. Op warme zomerse, wolkeloze dagen komt het piekvermogen van de 108 Wp AC-modules op zijn hoogst iets boven de 80 Watt uit; als het niet waait kan dat nog minder worden.

Schaduweffecten
Als we door de muiswijzer over resp. van de grafiek weg te bewegen de gemiddelde vermogenscurves voor de 2 onbeschaduwde 108 Wp AC-modules vergelijken met die voor ALLE 108 Wp modules vallen 2 duidelijke verschillen op:

(1) De 2 december curves blijven op een laag maximaal output vermogen (rond de 35 Watt) steken als we uitgaan van het gemiddelde van ALLE 6 108 Wp modules, de curves zijn nogal asymmetrisch (langzaam opklimmend "ochtend" gedeelte en iets steiler afvallend "middag" gedeelte) en het maximum is naar rechts (rond 13h00) verplaatst t.o.v. het gemiddelde maximum van alle "onbeschaduwde" curves. Dit is het gevolg van het feit dat de gehele ochtend, tot na het middaguur de achterste 4 108 Wp AC-modules beschaduwd worden en pas rond een uur of 1 's middags korte tijd in de "volle" zon komen te staan in deze wintermaand met lage zonnestand. Kijken we naar het gemiddelde voor de 2 onbeschaduwde 108 Wp AC-modules, dan zien we een min of meer "normale" paraboolvormige curve met een maximum rond het middaguur. De "rafels" aan de linkerzijde van deze curve zijn mogelijk effecten van de opstaande dakrand die vlak bij deze 2 zonnepanelen een rechte hoek maakt, maar kunnen misschien ook veroorzaakt zijn door tijdelijke "stress" verschijnselen doordat de omvormers binnen een paar uur tijd een flink vermogen produceren terwijl ze opstartten bij temperaturen onder het vriespunt.

(2) De curves voor november en februari vertonen aan de linkerzijde een duidelijke "vertraging" als we naar het gemiddelde voor alle 108 Wp AC-modules kijken. Ook dit is een duidelijk schaduweffect: 's ochtends worden de achterste 4 zonnepanelen in deze maanden slechts gedeeltelijk beschaduwd en staan ze, net als de overige zonnepanelen rond het middaguur in de volle zon.

Voor de overige data/seizoenen is er vrijwel geen verschil tussen de gemiddelde waarden voor alle 108 Wp AC-modules en die voor de 2 voorste 108 Wp panelen omdat in die periodes geen schaduweffecten optreden.

Voor overig commentaar, zie ook de begeleidende tekst bij de vermogensgrafiek voor de 93 Wp AC-modules.

8. Inverter temperatuur (T) 108 Wp AC modules

Voor "on-the-spot" vergelijking: zie ook dagopbrengst E resp. vermogen Pac.
<ROLLOVER image> Zie ook temperatuurcurves voor de 93 Wp AC modules.

In grote lijnen geldt voor deze grafiek met temperatuurcurves van de inverters op de 108 Wp AC-modules hetzelfde als voor de 93 Wp exemplaren (zie begeleidende tekst bij die figuur). De verschillen tussen de curves van de onbeschaduwde 108 Wp modules en de 93 Wp exemplaren zijn klein, doch wel aanwezig: de omvormers op de eerstgenoemde zonnepanelen worden altijd iets warmer dan de exemplaren op de 93 Wp panelen. Dit is logisch, omdat de OK4 omvormers op de 108 Wp modules langer op topvermogen werken dan op de iets oudere 93 Wp panelen. Het gevolg is dat deze apparaatjes warmer worden en vooral bij warm weer deze overtollige warmte minder goed kwijt kunnen. Vandaar dat in de zomer het temperatuurverschil tussen de omvormers op de 2 verschillende typen zonnepanelen het grootst is (4 augustus 2003: max. 51,3 °C op 93 Wp modules en 54,6 °C op 108 Wp modules), en in de wintermaanden, als we alleen de onbeschaduwde AC-modules vergelijken, het kleinst (9 december 2002: max. inverter temperatuur op zowel 93 Wp als op 108 Wp modules 5,5 ° C). Klik voor "on-the-spot" vergelijking van de 2 grafieken op de tekstlink achter <ROLLOVER image>.

Opvallend aan bovenstaande grafiek is het zeer grote verschil tussen de curves voor 7 december 2001 en 9 december 2002. Je zou verwachten dat deze curves op vrijwel identieke winterse wolkeloze dagen dicht bij elkaar in de buurt zouden moeten liggen, hetgeen niet het geval is. Net als voor de 2 februari curves (zie opmerkingen bij de grafiek voor de 93 Wp modules) is het weertype hiervan de oorzaak: 7 december 2001 was een vrijwel windstille kraakheldere winterdag startend met lichte grondmist; op de eveneens wolkeloze 9 december 2002 echter blies er een ijskoude oostenwind die de zonnepanelen en de omvormers nog eens extra in temperatuur omlaag bracht. Omdat er blijkbaar op beide dagen geen problemen met de warmteafvoer van zonnepanelen en inverters waren (op de windstille 7 december 2001 kwam de inverter temperatuur nauwelijks boven de 15 °C uit), en dus de omzettingsrendementen niet negatief beïnvloed werden, is de impact van deze lagere temperaturen op zowel de dagopbrengst als de momentane vermogens nauwelijks van betekenis geweest (zie bij de elders op deze pagina geplaatste grafieken), maar het verschil is in de inverter temperatuurcurves zeer goed terug te zien.

Schaduweffecten
Bij het via het bewegen van de muis verwisselen van de grafiek met het gemiddelde van de onbeschaduwde 108 Wp modules met de grafiek met het gemiddelde van ALLE 6 108 Wp modules (incl. de in de winterperiode beschaduwde achterste 4 panelen) valt op dat de verschillen in de meeste gevallen klein zijn. Dit komt omdat voor het grootste deel van het jaar alle 108 Wp AC-modules dezelfde hoeveelheid licht ontvangen, hetgeen correspondeert met een uiteindelijk gelijkmatige (gemiddelde) inverter temperatuur per groep AC-modules. In de wintermaanden begint echter de schaduwwerking op de achterste 4 modules een rol te spelen, met name in de maand december. Zeer duidelijk is het effect op de temperatuurcurve voor 7 december 2001 en in mindere mate voor 9 december 2002. Dit is weer het gevolg van de aan/afwezigheid van afkoelende wind. Zo warmen de inverters op de onbeschaduwde zonnepanelen op 7 dec. 2001 sneller op dan op 9 dec. 2002 omdat het op eerstgenoemde dag windstil was en op 9 dec. 2002 een felle, koude oostenwind de inverter actief kon koelen. De inverters op de beschaduwde (achterste) AC modules warmen veel langzamer op vanwege de beschaduwing (weinig vermogensomzetting door de inverter, dus weinig opwarming), halen hun maximale temperatuur pas rond een uur of 1 's middags als ze helemaal in de (reeds dalende) zon komen, waarna ze, als door de laagstaande zon de schaduwen weer groter worden, de temperatuur weer snel naar beneden zakt. Het "verval" in temperatuur is op de windstille dag weer veel groter dan op de dag met veel wind omdat op laatstgenoemde dag de inverter temperatuur toch al nooit zo hoog kon worden door de actieve koeling. Het verschil tussen de curves van de onbeschaduwde AC-modules en ALLE AC-modules is op de winderige dag dan ook veel kleiner dan op de vergelijkbare windstille dag. We zien bij ons PV-systeem vaker dat op dagen met veel wind de inverter temperatuurcurves een veel "rustiger, gedempt" beeld geven te zien dan op windstille dagen waarbij de verschillen behoorlijk groot kunnen worden.

Voor overige opmerkingen, zie de begeleidende tekst bij de temperatuurgrafiek voor de 93 Wp AC-modules.

Voor een illustratieve grafiek met de seizoensafhankelijke ochtendtemperatuur van een gemiddelde omvormer, zie de pagina totaaloverzichten_IT.htm.