Bij mijn onderzoeken van de afgelopen jaren kom ik uit dat zonnecellen, afhankelijk van het type een opbrengst hebben die tussen de 10 en 37 procent zitten van het door de fabriek opgegeven rendement. De fabriek spiegelt het altijd mooier voor dan het in werkelijkheid is. De cellen of panelen worden in de fabriek met behulp van een batterij aan 1000 Watt lampen getest, bij een temperatuur van 25 graden celcius. Daar worden gedurende enkele seconden belicht en met behulp van de dan ontstane electrisch signaal stelt men dan de eigenschappen vast van de zonnecel of het zonnepaneel. In sommige omstandigheden wanneer de zon er loodrecht op staat, brengt de cel of het paneel meer op dan de fabriek heeft aangegeven. Het door mij omschreven rendement is een daggemiddelde.
De foto toont een door mij gerecycleerd zonnepaneel.
Jacques Mols
De cel of het paneel past zich aan aan de belasting. Dat wil zeggen, dat accu cel of de accu de spanning levert van aangesloten
zonnepaneel. Of de aangesloten zonnecel. En dat de weerstand van de accu en de gezamelijke spanning uitmaakt van
hoeveel stroom in Ah moet lopen. ( Overeenkomstig aan de hoeveelheden licht en de tijd dat er licht is.)
Men ziet wel eens vaker dat zonnepanelen geleverd worden met een zogenaamde laadregelaar. Deze bewaakt continue de toestand van de accu. Dit is vooral handig met een paneel in combinatie met een auto-accu. Omdat auto-accu's niet zelf regulerend zijn. Zonder laadregelaar bestaat het risico dat de accu door overbelading droogkookt. Bij een onderhoudsvrije accu waarbij het electrolyt, de ladingsdrager, op basis van loodgell is gemaakt, is een laadregelaar niet noodzakelijk. Deze accu kan men namelijk niet overladen. De laadregelaar regeld ook de spanning van het zonnepaneel. Zodat bij stralingsverschillen afkomstig van de zon en weersomstandigheden, de spannings output naar de accu het zelfde blijft.
Waar ook een laadregelaar zou moeten komen is bij kleine accu-cellen en penlights, omdat deze namelijk niet zelfregulerend zijn. Zonder laadregelaar kan het ook, maar dan zijn er wel wat dingen om te weten:
Het zonnepaneel of de zonnecel past zich aan, aan de belasting en dat komt omdat zodra men een accu-cel of accu aansluit de stroomkring gesloten wordt en er een electronen stroom begint te lopen. Dit is een natuurkundig fenomeen. Door er een spanningsmeter er tussen te zetten kan men na gaan hoe vol de accu is. Want de amperes meten van een accu met behulp van een multimeter raad ik iedereen af, omdat de accu een stroom gaat leveren overeenkomstig aan de weerstand van het meet instrument en zo ook een kortsluitstroom vormd. Bij mijn accu's is dat al helemaal niet te doen, want ik heb 140 Ampere aan
accu capaciteit in huis. ( Bij mij begint zo'n meter door de stroom eerst te roken en dan te branden. ) De accu spanning verteld dan over hoeveel capaciteit de accu heeft. Er zijn wel overeenkomsten tussen 1,2 volts accu cellen en 12 volt accu's.
==================================
1,2 Volt Accu - cel 12 Volt accu Toestand:
Spanning: 1,08 10,8 Leeg
1,2 12 Bijna leeg.
1,24 12,4 Half vol
1,28 12,8 Vol
T A B E L 2 Laadspanningsniveau's
=====================================
1,2
Volt Accu - cel 12 Volt accu
Toestand:
Spanning: 1,18
11,8
Leeg
1,3
13
Bijna Leeg
1,34
13,4
Half Vol
1,38
13,8
Vol
1,4
14,0
Onderhoud
1,41
14,1
Onderhoud
1,5
15
Eindspanning
1,6
16 Maximum Eindspanning.
Na het laden is de spanning van de accu - cel of accu heel lang hoger dan wat'ie hoort te zijn. Dat is normaal.
T A B E L 3 Volgeladen spanning:
====================================
1,2 Volt Accu - cel 12 Volt accu Toestand:
1,35 13,5 Volgeladen
1,45 13,8 Volgeladen
T A B E L 4 Ontlaadspanning:
================================
1,2 Volt Accu - cel 12 Volt accu Toestand:
1,28 12,8 Nog altijd vol
1,24 12,4 Half vol
1,2 12 Bijna leeg
1,1 11 Leeg
1,08 10,8 Diep ontladen.
Verder ontladen beschadigt de accu - cel of accu.
Nu is dat echter wel van belang welk zonnepaneel of welke cellen men in gebruik heeft voor het energie winnen. Want er zitten nogal wat verschillen tussen. Polykristallijne en multikristallijne zonnepanelen zijn ontwikkelingen van de laatste jaren en zijn vrij eenvoudig en goedkoop om te maken. Omdat men het kristallijne sillicium gewoon maar smelt en dan simpel kan gieten.
Zie "Polykristallijn_gieten.jpg" en Polykristallijne_cel.jpg". Maar voordat deze panelen en cellen op de markt kwamen werd er veelvuldig gebruik gemaakt van monokristallijne cellen en panelen. Monokristallijne zonne-cellen en zonnepanelen zijn veel moeilijker en duurder om te maken, ook omdat de zonnecellen een zeer hoge zuiverheidsgraad kennen. Bij Monokristallijn wordt het gesmolten sillicium in een electromagnetisch veld gereinigd en met een zogenaamd kiemkristal, in vorm van een grote staaf uit het vloeibare sillicium getrokken en door het bovengenoemde electromagnetische veld getrokken.
Zie ook "Staaf Monokristallijn.jpg" en "Monokristallijn.jpg" Van hoe een gewone monokristallijne cel er uit ziet, heb ik een cel gefotografeerd van mijn monokristallijne zonnepaneel. De Siemens SM-110-F. Het ding staat bij mij zo opgesteld, dat ik in de vroege ochtend uren zonlicht vang en in de late namiddag. Dat komt overeen aan ongeveer 4 uur directe zonne-energie.
De overige 11 uren moet het paneel het doen met indirect licht. Bij indirect licht schommelen de opbrengsten tussen de 0,4 Ah en 1,2 Ah. Bij direct licht zit de opbrengst in de ochtend en late middaguren tussen de 1,5 en 2,9 Ah. Bij een belaste spanning van 14 Volt zit het ergens tussen de 21 Watt en 40 Watt. Bij indirect licht is de opbrengst bij een laadspanning van 14 Volt 5,6 watt en 16,8 watt. Het byzondere van indirect licht is dat de laadstroom perfect verloopt en wolken vliegtuigen en andere verstoringen geen vat hebben op het paneel. 14 Volt is bij mij de gemiddelde spanning die op mijn accu's heb staan.
Door de enorme capaciteit valt het voor de accu's haast niet op als ik er een verbruiker op zet. Per zomerdag laadt het paneel 14 tot 16 uren lang effectief stroom. Met bewolkt weer is het "kassa!" want dan gaat door de reflecties van het licht
in de admosfeer het rendament van het paneel als een raket omhoog. Dan heb ik de hele dag gemiddeld zo'n 1,04 a 1,5 ampere per uur. Monokristallijn houdt de spanning altijd hoog. Zelfs bij maar 1 % van het licht blijft de paneel spanning op 19 volt hangen. Bij 1 % licht is de opbrengst ongeveer 0,042 Ah. bij 19 volt. (= 0,76 Watt.)
En dat is in de zomer zo rond 05:00 uur of 22:30 uur. ( In de schemering.)
Het multikristallijne c.q. polykristallijne paneel heeft veel meer licht nodig om te kunnen "starten" maar houdt er ook veel eerder mee op dan monokristallijn. Per zomerse dag zit er bijna 4 uur verschil in en dat terwijl het polykristallijne paneel naar de zon staat gericht! Opzettelijk staat het monokristallijne paneel naar het noorden toe gericht.
Dan het verschil tussen monokristallijn en polykristallijn is ook in oppervlakte terug te vinden. Een 10 Wp monokistallijn zonnepaneel meet 44 cm bij 24 cm en is ruim 2 keer zo klein als mijn multi- c.q. polykristallijne 10 Wp zonnepaneel.
Mijn eigen SM-110-F monokristallijne zonnepaneel met 110 Wp meet 132 x 66 cm. Als ik het paneel naar het zuiden richt brengt het ook vaak zo'n 96 watt op, maar soms ook 120 tot 130 watt.
Op internet worden voor de SM-110-F flinke bedragen gevraagd en geboden. Want het is een echt power paneel wat onder alle omstandigheden blijft functioneren. Zelf heb ik deze in 1998 gekocht voor omgerekend 800 euro. Tegenwoordig doet dit paneel het voor 900 of zelfs 1000 euro. Het is geen miskoop. 200 Kwh per jaar is met dit paneel geen zeldzaamheid.
Siemens maakt tegenwoordig geen zonnepanelen meer. Siemens Solar is enkele jaren geleden overgenomen door Shell Solar en Shell heeft dit paneel nog steeds in productie. Erbij gevoegd heb ik nog een 70 Wp monokristallijn zonnepaneel van Shell Solar
op basis van de Siemens technologie. Het ding meet 120 cm x 53 cm. Het stond op de website van Shell Solar.
Ik heb het paneel in gebruik als continue accu lader, om de accu's met een mooie laadspanning te kunnen herstellen.
Daarom staat dat ding ook zo opgesteld. Nu kan dit ook wel met multi- c.q. polykristallijn, maar bij dit paneel wordt wel in het indirecte licht de spanning gehalveerd en loopt de stroom terug tot 10 procent van wat deze hoort te leveren. Maar de spanning en de stroom die dan overblijft is voor rest wel heel erg stabiel. En dat is weer goed voor de aangesloten accu of accu-cellen.
Op het monokristallijne gebeuren heb ik zware 12 volts accu's staan. Die ik via een omvormer tot 230 volt AC kan omzetten.
Op de multi- c.q. polykristallijne toestanden heb ik kleine verbruikers staan zoals 6 volts accu's en speelgoed (Zie "Verbruiker-1.jpg" een kinderspeeltje wat ik heb omgebouwd tot eenvoudige monofone synthesizer.), mijn GSM, de wereld ontvanger en mij digitale camera worden er ook mee geladen. Het paneel werkt als een snellader.
Hoe ik aan het gemiddelde rendament kom van 10 tot 37 procent, heeft o.a. met de totaal opbrengst te maken maar ook met de mate van toepassingsmogelijkheden en tijdstippen wanneer het uitkomt. Voor 100 procent gebruik van dit soort technologie-en vergt ook kostbare infrastructurele aanpassingen.
Jacques Mols
