Watt is een eenheid van vermogen (=energie/seconde), in SI eenheden  J/s
1 W_p is 1 J/s als piek, ofwel 1 W. Niet 1 W/s - dat zou een energie/seconde² zijn - een soort energieversnelling????

Zonnepanelen leveren zelden wat ze theoretisch zouden kunnen leveren door allerlei verliezen onderweg (opwarming, inefficiente omzetting zonlicht in elektriciteit). Daarnaast (maar dat is niet op het paneel aan te rekenen) is de stand van de zon van belang (winter/zomerhoogte) en positie van de panelen (noord/zuidgericht).

De zonneconstante (instraling van licht op aarde) is 1,367·10³ W/m²  : 1367 W op elke vierkante meter als we die vierkante meter loodrecht op de zon-aarde lijn kunnen zetten. Dat is vrijwel nooit het geval. De panelen staan niet altijd op het zuiden gericht en staan ook nog eens "schuin" op de zonneverbindingslijn.

Van die 1300 W blijft voor een paneel van 1m² maar weinig over - er is nog veel te verbeteren in deze bedrijfstak. Bovendien zijn de meeste platen geen vierkante meter groot (dus proportioneel minder zonlicht vangen), en het omzettingsproces licht - elektriciteit is inefficient. Niet alle golflengten van het licht worden even goed geabsorbeerd (soms helemaal niet) waardoor panelen niet zwart (alles geabsorbeerd) maar een kleur blauw zijn.

Zo heeft men bepaald dat onder de meest gunstige omstandigheden een zeker paneel maximaal bijvoorbeeld 300 W levert (of W_p - watt-piek, geen echte eenheid maar een manier om te zeggen "maximaal levert het 300 W op"). Breng in rekening dat verliezen optreden door opwarming van het paneel, transportverliezen, enz, is blijkbaar een "vuistregel" bedacht op ervaringsfeiten gebaseerd dat slechts 85% van het maximaal haalbare ook gerealiseerd wordt in de gunstigste omstandigheden.
Die omstandigheden zijn verder zelden gunstig: panelen staan niet loodrecht op de zon gericht, liggen niet pal zuid en de zon belicht ze gedurende de dag steeds anders (idealer zou zijn als ze de zonpositie zouden volgen).  Panelen op het noorden gericht leveren zelfs vrijwel niks op.

1 kWh = 1 k (=1000)  W gedurende een uur (=3600 s) 
zodat 1 kWh inderdaad 1000 W levert gedurende het tijdsbestek van 1 uur, in totaal 1000 W (of J/s) x 3600 s = 3,6 .10⁶ J wordt geleverd.

Een al oud boekje dat ik ooit uit een Kringloop redde is "Zonne-energie voor iedereen" door C.C. Cobarg, uitgave De Muiderkring (1978). Er is natuurlijk al veel gebeurd in de afgelopen 40 jaar maar de werking van zonnepanelen wordt er aardig toegelicht.

Uit Natuur & Techniek mei 1999:

Zonnecellen werken niet alleen in de felle Zon maar ook bij een bewolkte hemel. De gemiddelde opbrengst hangt af van de hellingshoek van het zonnepaneel en de windstreek waar het paneel naartoe wijst. De opbrengst is optimaal als het paneel een hoek van 36° met de horizon maakt en naar het zuiden wijst. Een gangbaar zonnepaneel heeft een piekvermogen van 100 watt per vierkante meter (honderd watt-piek, zo heet dat). Een zonnepaneel van een vierkante meter levert dan bij maximale zoninstraling een vermogen van honderd watt. Het gemiddelde vermogen van zo'n paneel - dag en nacht, zomer en winter - is ongeveer tien watt, wat overeenkomt met 80 kWh per jaar. Dat staat gelijk aan 2,5% van het gemiddelde huishoudelijke energieverbruik.

klopt, dat is de gangbare vuistregel.

Nee. Die kilo hoort daar niet. Een installatie van bijvoorbeeld 2000 Wp zal in Nederland volgens die vuistregel op jaarbasis gemiddeld 0,85 x 2000 = 1700 kWh elektrische energie leveren. 

Die factor is ingeschat op basis van gemiddeld aantal lichturen x gemiddeld zonvermogen x gemiddelde hoek van de panelen.  Voor andere landen gelden andere factoren uiteraard (in het algemeen hoe zuidelijker, hoe hoger) .

Het is slechts een (oude) vuistregel. Mijn eigen panelen doen het bijvoorbeeld een stuk beter: mijn installatie is me verkocht als 2700 Wp, voor een jaarproductie van gemiddeld 2300 kWh, maar leverde me over de afgelopen 6 jaar gemiddeld rond de 2900 kWh/jaar. Dan is het niet 0,85 maar 1,07. Ook in mijn tot nu toe slechtste jaar bleef ik boven de 1. Toch liggen mijn panelen nagenoeg zuidoost, en onder een iets vlakkere dan de ideale helling. Wel woon ik in een iets bovengemiddeld zonnige hoek van Nederland, en erg zuidelijk. 

Verder heb ik een redelijk onschuldige afwijking, ik hou graag statistiekjes bij, en ik vergelijk mijn productie maandelijks met wat ELIA ( de Belgische netbeheerder) publiceert aan zonne-energieproductie per regio. Op een capaciteit van 550 MWp voor heel de provincie Oost-Vlaanderen haal ik een gemiddelde jaarproductie van 560 GWh uit de registraties van de afgelopen 6 jaar.  Over alle installaties in die regio ligt die factor dus ook al een tikje boven de 1, ondanks dat ook lang niet al die installaties ideaal gericht zullen liggen. 

Die factor 0,85 lijkt dus een onderschatting. Eén voordeel heeft het gebruik daarvan wel, voor de installateurs: het scheelt een hoop geklaag over onderpresterende zonne-installaties :)  
Want stel je voor dat jou een jaarproductie van 2000 kWh is voorgespiegeld, en je haalt de eerste twee jaar maar 1900 en 1950 kWh. 

Groet, Jan

Mijn eigen 6 zonnepanelen van elk 300 W_p (een maat voor het aantal kilowatturen (kWh) dat per jaar geleverd wordt) leveren dan jaarlijks 6 x 300 = 1800 kWh opleveren. Momenteel (met nog 8 dagen te gaan in dit jaar waarin maar weinig wordt opgewekt in de donkere dagen rond kerst) is er 1760 kWh opgewekt. Dat zou 1760/1800 = 98% zijn van het theoretisch haalbare.

(Zonnenpanelen is net zo belachelijk als pannenkoeken)

nee, dat geldt alleen in Nederland ongeveer, omdat hier die vuistregelfactor rond de 1 ligt, op Sint Eustatius haal je een vuistregelfactor van 1,6.

Dat piekvermogen wordt onder standaardomstandigheden (1000 W/m², 25°C paneeltemperatuur) bepaald. 

https://nl.wikipedia.org/wiki/Wattpiek


Ik vermoed dat ze die wattpiek paneel voor paneel meten en bepalen, aan het eind van de productielijn. Want van alle merken/series zijn er licht verschillende Wp-vermogens te koop, zie bijvoorbeeld:



Dus dat productieproces is niet helemaal precies te sturen, als ze een serie van 250 Wp draaien komt daar alles tussen 240 en 260 Wp uit kennelijk. 



Nog een leuke bron:

http://www.siderea.nl/zonne-energie/jaararchief/lob_jr18/lob_jr18.html

In die tabellen  komt toch weer die 0,85 terug, maar dan niet als factor van kWh/jr/Wp , maar als kWh geproduceerd voor elke kWh globale instraling.

Bedankt voor alle reacties. Na de kerstdagen ga ik ze bestuderen want to nu toe begrijp ik ze nog niet echt goed. Maar na het vak Natuurkunde op de HBS en als bijvak op de Universiteit heb ik er niet veel meer aan gedaan. Ik wil dus ook snappen hoe je de eenheden Wp en kWh naar elkaar omzet. Maar dat zal wel lukken als ik er wat tijd in kan stoppen. Maar zeer bedankt dus tot zo ver.
Paul

Dat is heel simpel: niet. 

Hoe meer wattpiek vermogen er op je dak ligt, hoe meer kilowatturen elektrische energie je produceert op een jaar. Als je die logica snapt ben je een heel eind.

Je mag in Nederland voor één watt piekvermogen elk jaar ongeveer één (heel toevallig...) kilowattuur elektrische energie verwachten. Afhankelijk van waar je in Nederland woont, hoe je panelen gericht zijn enz mag dat eens eentiende meer of minder zijn. In Zweden zal dat een stuk minder wezen, in Spanje een stuk meer. Maar van omrekenen van Wp naar kWh kan geen sprake zijn, net zo min als van omrekenen van liters benzine naar gereden kilometers. 

Groet, Jan

Ik kwam in dit forum terecht vanwege de vraag van Paul Jansen over waar de factor 0,85 vandaan komt waarmee je de Wp-waarde van je zonnepaneel mee moet vermenigvuldigen om te komen tot de jaaropbrenst in kWh. Die vraag is hier niet beantwoord. Ik wilde het ook weten voor mijn boek over het wijs gebruik van zonne-energie. Zie onder mijn verhaal. Kunnen jullie het hier mee eens zijn? Zie ook de bijlagen van de Wereldbank

 

Hoeveel levert een zonnepaneel op, in de Nederland en in andere landen?

De opbrengst van een zonnepaneel wordt uitgedrukt in Wp, wattpiek, bijvoorbeeld 200 Wp. Dit getal drukt uit dat het paneel een efficiëntie heeft van 20% en een oppervlakte van een vierkante meter. Dat zit zo:

De zon bestraalt de aarde met een hoeveelheid elektro-magnetische straling van 1000 watt (een kilowatt) per vierkante meter, oftewel 1 kW p/m2. Die hoeveelheid straling valt dus ook op een zonnepaneel van 1 m2. Het zou mooi zijn als al die straling wordt omgezet naar elektriciteit. Maar helaas bestaan zulke goede zonnepanelen nog niet. De panelen die nu op de markt zijn hebben een efficiëntie van 15% tot 22%. Als een zonnepaneel dus 2 m2 groot is en een efficiëntie heeft van 20%, dan levert hij 400 Wp. 

What the piek?
Waarom heet het wattpiek? De term piek slaat op een ideale situatie waarin het paneel vanwege onder andere klimatologische omstandigheden en de ideale kanteling van het paneel naar de zon inderdaad 1000 watt p/m2 zonnestraling ontvangt. Je zult begrijpen dat dat in Nederland niet altijd het geval is. Daarom moet je in dit land een factor gebruiken die deze omstandigheden ondervangt. Je komt getallen tegen tussen de 0,85 en 1, maar doorgaans wordt 0,88 als vuistregel aangehouden. Een paneel dat 400 Wp in huis heeft, levert op jaarbasis 0,88 x 400 = 352 kWh op. Dat wordt ook wel het aantal 'vollast-uren’ genoemd. Als je tien van dat soort panelen hebt, dek je daarmee het jaarverbruik van een huishouden van vier personen.

De vraag is wie die vuistregel van 0,88 heeft bedacht. Zoek maar op internet, je kunt het nergens vinden. Wat je wel kunt vinden, is een rapport van de Wereldbank uit 2020, waarin van alle landen in de wereld is bepaald hoeveel potentie ze hebben bij het genereren van zonne-energie. Daar staan interessante dingen in. Zo wordt Nederland ingeschaald met een gemiddelde van 2,86, een maximum van 3,07 en een minimum van 2,74 kWh/kWp. Wat betekenen deze getallen? Ze vertegenwoordigen het aantal kWh dat je kunt genereren per kWp, en dat per dag, want in de toelichting staat kWh/kWp/day. 

De vuistregel is te laag
Als je deze getallen vermenigvuldigt met de 365 dagen die een jaar telt, dan kom je voor Nederland op:

Minimum 2,74 x 365   = 1000 kWh p/j
Gemiddeld 2,86 x 365 = 1044 kWh p/j
Maximum 3,07 x 365   = 1121 kWh p/j

De conclusie zou kunnen zijn dat we in Nederland al jaren met een 'vuistregel' werken die, zeker met 0,88 veel te laag is. Een factor 1 is al te laag, want het minimum. Beter is om het gemiddelde aan te houden. van 1,04. Die noemen we hier voor het gemak de geografische efficiëntiefactor (GEF). 

In welke landen kun je het beste je zonnepanelen opstellen om zoveel mogelijk zonne-energie te genereren? Het zal duidelijk zijn dat het voor dat doel handig is om dicht bij de zon te zitten, dus dicht bij de evenaar. Daar is ook de atmosfeer het dunst, dus wordt de kracht van de zon het minst belemmerd. Maar dat is zeker niet de belangrijkste factor. Oeganda bijvoorbeeld ligt op de evenaar en heeft een gemiddelde GEF van 1,628 (4,46 x 365). Dat is flink hoger dan Nederland. Je zonnepaneel levert in dat land 63% meer stroom op dan in eigen land. Toch kan het beter.

Beste opbrengst in Chili en Bolivia
Voor de beste (gemiddelde) opbrengst moet je in Chili zijn. Dat land ligt een flink eind onder de evenaar, maar spant de kroon met een gemiddelde GEF van 1,96, dus bijna twee keer zoveel als in Nederland. Oorzaken: de lucht is in Chili merendeels helder, de temperatuur is laag (dan functioneren zonnepanelen het best) en een groot deel van het land ligt in het Andesgebergte, dus lekker hoog. De atmosfeer in Chili in 'dunner' dan in lager gelegen landen, dus de zon wordt weinig in de weg gelegd. Om die reden zijn in Chili ook veel sterrenwachten gevestigd. Het noorden van het land tikt zelfs een GEF aan van 2,383. 

Nepal ligt ook hoog, maar stelt teleur met een GEF van slechts 1,46. Volgens het rapport van de Wereldbank komt dat door een hoge concentratie aerosolen (stofdeeltjes vermengd met vocht) in de lucht, aangevuld met door mensen veroorzaakte luchtverontreiniging. Er is ook weinig wind en dat leidt weer tot veel mistige dagen. Het noorden van Argentinië mag er wel zijn: 2,35. Vlak daar achter komt het noorden van Bolivia: 2,325. Lage waarden tref je aan in bepaalde delen van China: 0,817. Ierland is met een GEF van 0,916 ook geen goede plek, Namibië (gemiddeld 1,964, maximum 2,095) dan weer wel. Geen wonder dat Solhyd en andere Belgische bedrijven hier aan de slag willen met de productie van waterstof uit zonne-energie (zie blz..). Let the sunshine in.

Houdt er rekening mee dat de opbrengst van je zonnepanelen verlaagd wordt door onder meer de omvormer (van gelijkstroom naar wisselstroom) en vervuilde panelen.

>Die vraag is hier niet beantwoord.

Nog eens beter lezen.

Die factor is ingeschat op basis van gemiddeld aantal lichturen x gemiddeld zonvermogen x gemiddelde hoek van de panelen.  Voor andere landen gelden andere factoren uiteraard (in het algemeen hoe zuidelijker, hoe hoger) .

Dank je Theo, maar ik zou graag een soort formule zien, dit is niet zo exact. Klopt mijn berekening/zienswijze? Peter

 

 

Die is ook niet exact te geven. Hangt af van hoe de panelen zijn opgesteld tov. de zonsbeweging langs de hemel, de hoek die ze maken met de grond, de hoeveelheid bewolking, de daglengte (zomer/winter) enz.  De 0,85 is waarschijnlijk ontstaan uit een aantal jaar-opbrengsten uit een totale hoeveelheid Wp panelen. Deel die op elkaar en er komt een natte-vinger getal als 0,85 uit.  Achter dit getal zit geen rocket-science maar domweg een gemiddelde uit  totale energie/totale Wp.

Elke berekening is gedoemd feitelijk een vuistregel uit ervaringsfeiten te zijn. De jouwe is daarmee ook niet goed of fout.

Dag Peter,

Je verhaal is niet verkeerd. Zelf heb ik sinds 2013 een set van 2700 Wp op mijn dak liggen die me op basis van die 0,85 door de installateur verkocht is voor een opbrenst van 2300 kWh/jaar. Heeft nog geen seizoen (ik reken van juli tot juni omdat dat overeenkomt met mijn jaarlijkse afrekeningen) minder dan 2600 kWh gegeven(diepterecord van afgelopen 12 maanden) , gemiddeld zelfs 2900 kWh/jr. 

Ik vond een maand geleden een fraai programmaatje gebaseerd op Europese PVGIS cijfers dat het voor mijn dak heel aardig doet: 

https://www.thomasberger.be/pv/pvcalc/index.html

locatie invoeren, dakhelling, oriëntatie en gegevens van de set en rekenen maar. Hoewel ook deze uitkomt op mijn diepterecord van 11 seizoenen. 10 % te pessimistisch dus.

Maar ideaal programmaatje om te helpen bij de overweging ergens al of niet panelen te leggen. Mij hielp het besluiten om 2500 Wp op het noordwesten erbij te leggen.  Op de blauwe dagen 's winters doen die bijna niks, maar op de grijze dagen (veel diffuus licht) doen ze bijna zo veel als mijn 2700 op zuidoost. 

En zoals ik eerder hierboven schreef:
Die factor 0,85 lijkt dus een onderschatting. Eén voordeel heeft het gebruik daarvan wel, voor de installateurs: het scheelt een hoop geklaag over onderpresterende zonne-installaties :)  
Want stel je voor dat jou een jaarproductie van 2000 kWh is voorgespiegeld, en je haalt de eerste twee jaar maar 1900 en 1950 kWh. 

Groet, Jan

Hardstikke goed Jan, veel dank.

Ik ga deze informatie gebruiken als je het goed vindt. Kan ik je naam noemen en ben je natuurkundige? Als je me je emailadres stuurt, houd ik je op de hoogte van het verschijnen van het boek.

Mijn adres: mail@peterderuiter.nl

Aangespoord door Jans getallen heb die ik van mijn 6 panelen van elk 300 Wp eens opgezocht. De panelen liggen onder zo'n 30 graden op een op het zuiden gericht dak. De jaren 2017 en 2024 zijn onvolledige jaren - de verhoudingen kWh/Wp ook wat minder zeggend (domweg met 12/7 en 12/3 vermenigvuldigd).

De buren hebben sinds kort beter renderende panelen (7x400=2800 Wp). Die zouden dan op  2800/1800=1,56 keer hogere kWh energie opbrengst komen. De kWh/Wp factor verandert niet echt. Dat is ook niet onlogisch: we kunnen blijkbaar meer cellen op een oppervlak persen (meer Wp) maar het omzettingsproces van zonnestraling naar elektriciteit is niet veranderd, dus per Wp nog steeds dezelfde energie opbrengst in kWh.

Voor zonnepanelen is de factor 0,85 aan de zeer voorzichtige kant gekozen, voor beide lijkt 0,9-1,0 meer van toepassing.

Die neem ik ook mee in het verhaal Theo! Hartelijk dank. Maar wel rendement van de buren is daadwerkelijk vastgesteld? 

Ja - in zoverre dat we een aantal keren hun maandopbrengst met de mijne hebben vergeleken en telkens inderdaad factor 1,5-1,6 meer vonden (logisch: zelfde orientering/schuinte van het dak en dezelfde hoeveelheid zonneschijn per oppervlak). Dus de genoemde, uit mijn eigen metingen, berekende  waarden zullen vrijwel zeker kloppen.

Heb je rekening gehouden met het verlies van het vermogen van panelen in de loop der jaren?

Nee - anders dan dat dat zichtbaar is in de jaaropbrengst (al hadden we zomerse en niet zo zomerse jaren).

Dag Peter,

Ik ben tweedegraads docent natuurkunde, maar nee, dank je, naam e.d. hoeft er niet bij. 

Voor dat soort doeleinden steek je beter je licht eens op op wat gespecialiseerder fora als 

tweakers.net   of  www.zonstraal.be

nog wat nuttige links: 

www.suncalc.org

pvg_tools

www.elia.be

Als je er iets nuttigs mee kan, mijn maandelijkse productiegegevens sinds zomer 2013 in de bijlage

Groet, Jan

 

 

Hartelijk dank Jan!