Tegenwoordig zie je zonnepanelen overal, van op huizen tot op tuinlampen. Daarbij heb je ze ook voor campers. Maar wat is het nut van een zonnepaneel als je je accu’s ook via de dynamo of stroom van buitenaf kunt opladen? Nou, toch is het wel zo fijn als je je accu’s kunt opladen als deze voor een lange tijd niet van buitenaf of door de motor worden opgeladen. Zo ben je ervan verzekerd dat je nooit zonder elektriciteit komt te zitten indien er natuurlijk wel genoeg zonlicht is.
Maar wat is een zonnepaneel nu eigenlijk en waarvoor dient het? Om te beginnen worden het ook wel PV-panelen genoemd. De betekenis van PV is Photo Voltaic, en misschien verklapt dat meteen de werking. Want een zonnepaneel zet fotonische lichtstralen om in elektriciteit, dit doordat de fotonische lichtstralen bij de meeste zonnepanelen de elektronen door verschillende lagen heen duwt en dan gaat er dus een stroompje lopen.
Binnen de zonnepanelen zijn er nog eens verschillende soorten. Deze soorten zijn onderscheidend van de manier van productie en materialen die gebruikt worden. Dat geeft per zonnepaneel zijn voor- en nadelen.
Om een beter inzicht te krijgen wat de voortgang van de zonnepanelen is, bekijk dan onderstaande ‘Best Research-Cell Efficiency’ grafiek van: www.nrel.gov
Als je goed kijkt aan de rechterzijde van de ‘Best Research-Cell Efficiency’ grafiek dan is de hoogste efficiëntie 47.6% en die wil je natuurlijk wel op je camper hebben liggen. Maar als je weet dat deze alleen werken als zonlicht recht op het zonnepaneel valt en dat de prijs ervan nog duurder is dan je camper, dan kijk je hopelijk toch verder.
Welke zonnepanelen zijn dan wel geschikt voor op je camper? Dat zijn de kristallijne silicium en de dunne film zonnepanelen.
De kristallijne silicium zijn onder te verdelen in mono- en polykristallijn. De monokristallijn refereert dat het is gemaakt uit één kristal en de polykristallijn uit één of meerdere kristallen. Daarbij is de monokristallijn zwart van kleur en heeft iets meer rendement dan de polykristallijn die blauw van kleur is, verder is de monokristallijn iets duurder in aanschaf dan de polykristallijn.
De dunne film is voor de meeste mensen nog onbekend, maar wel in opmars. De naam heeft het te danken aan het resultaat van het productieproces dat via printen of via een opdampproces gebeurt op een dunne folie. De CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) dunne film is het beste dunne film zonnepaneel dat op de markt verkrijgbaar is. Ondanks dat het rendement iets lager is dan de kristallijne silicium heeft het ook vele voordelen:
- Betere prestatie bij hogere temperaturen
- Betere prestaties bij indirect zonlicht
- En er kunnen geen microscheurtjes ontstaan die bij de kristallijne zonnepanelen voor schade zorgen en zelfs voor brand
Nu je weet welke soort zonnepanelen geschikt zijn voor je camper is het ook belangrijk om te weten hoe het nu met de zonopbrengst ligt. Zoals je zelf wel weet is er meer zonlicht in de zomer dan de winter en meer zoninstraling rond de evenaar dan meer naar de polen. Deze zoninstraling is goed te zien in de volgende afbeelding:
Kijk je op jaarbasis de verdeeldheid in bijvoorbeeld Londen, wat dus betekent dat er meer zon in de zomer is als de winter dan is dat goed te zien in de volgende diagram:
Nu is het dus zeker goed om in een gebied te zijn waar de zon veel schijnt. Maar voor de zonnepanelen zit er een nadeel aan en dat is dat deze slechter gaan werken als ze warmer worden. Met andere woorden kan het zijn dat je zonnepaneel het beter in het voorjaar en najaar doet dan in de zomer als het erg warm is. Silicium zonnepanelen hebben daar overigens meer last van dan de CIGS dunne film zonnepanelen.
Daar komt nog bij kijken dat de zonnepanelen minder gaan presteren als die niet direct naar de zon zijn gericht. Ook hierin gaan de silicium panelen sneller achteruit dan de CIGS dunne film. Zie daarvoor de Hespul tabel op de pagina van cdn.webshopapp.com
Dan heb je nog het punt waarbij de zonnepanelen net zo goed in opbrengst zijn als de slechtste cel. Heb je een zonnepaneel en ligt er een deel in de schaduw of ligt er een blad van een boom op, dan heeft dat grote nadelen voor de opbrengst van je zonnepaneel. Dit is ook van invloed bij meerdere aan elkaar gekoppelde zonnepanelen.
Om vervolgens meer te weten wat een zonnepaneel opbrengt kunnen we volledig aan het berekenen gaan, maar dat heeft weinig zin omdat niet alleen je zonnepaneel plat op het dak van je camper ligt (dus niet recht naar de zon staat), je rijdt met je camper ook overal naartoe waar de hoeveelheid zoninstraling anders kan zijn. De bovenstaande afbeelding en grafiek van de zoninstraling zijn dan ook puur om in te zien waar en wanneer er veel zoninstraling te verwachten valt, zodat je er rekening mee kunt houden dat een zonnepaneel dus niet altijd stroom kan leveren aan je accu’s en dat je toch voor een andere stroombron moet zorgen.
Om toch een indicatie te krijgen hoeveel zonnepanelen je nodig hebt moet je weten hoeveel stroom je gaat verbruiken. Dit doe je door al je elektrische systemen die je in je camper gaat gebruiken in een dag bij elkaar op te tellen, zoals bijvoorbeeld als volgt wordt gedaan:
- Koelkast 50 watt * 24 uur = 1200 watt
- Licht 30 watt * 3 uur = 90 watt
- Koffiezetapparaat 1000 watt * 1 uur = 1000 watt
Totaal in dit voorbeeld wordt er per dag 2290 watt aan stroom verbruikt. Wil je dus niet je accu leeg trekken dan betekent het dat je genoeg zonnepanelen nodig moet hebben. Dit kun je berekenen als volgt:
- Om te beginnen liggen de zonnepanelen op je camper plat en niet richting de zon, je krijgt dan een correctiefactor van 0.87 over de maximale opbrengst van de zonnepaneel
- Ten tweede moet je weten hoeveel piek zonuren je per dag hebt. In bovenstaande diagram van London is te zien dat er 5 piek zonuren zijn midden in de zomer.
- Door dus te rekenen met een waarde in de zomer is de kans dat een zonnepaneel warmer wordt groot en gaat een zonnepaneel slechter presteren. Daarom gebruiken we voor deze berekening een correctiefactor van 0.9
- Het aantal watt aan zonnepanelen dat je dan nodig hebt, is 2290 watt / 5 piekzonuren / 0.87 correctiefactor zonnepaneel plat / 0.9 correctiefactor warmte = 585 watt aan zonnepanelen
Deze berekening is zoals aangegeven puur een indicatie en er kan niets uit ontleend worden dat het in de werkelijkheid ook voldoende voor jou is. De meeste camperaars reizen in en rond de zomermaanden en dan kan een zonnepaneel voldoende opwekken, maar wil je er in de winter ook op uit dan is de kans klein dat je genoeg stroom opwekt via de zonnepanelen.
Vervolgens ben je nog afhankelijk van het aantal zonnepanelen dat je op het dak van je camper kwijt kunt. Zo hebben de meeste campers doorgaans maar een of twee zonnepanelen op het dak liggen, waarbij nog rekening is gehouden dat er dakluiken in het dak zitten.
Silicium zonnepaneel op je dak
De silicium zonnepaneel kun je op twee manier op je dak bevestigen omdat ze in twee varianten verkrijgbaar zijn: vast in een metalen frame of flexibel in een flexibele verpakking. De variant vast in een metalen frame komt doorgaans nog het meest voor. Er worden beugels boven op het dak van je camper geplaatst waar de zonnepanelen aan worden bevestigd.
De flexibele variant wordt alleen toegepast op daken die volledig vlak zijn, zo kan de zonnepaneel er direct op worden vastgelijmd. Het enige nadeel van de silicium flexibele variant is dat deze nog steeds breekbaar zijn en dus niet aan te raden zijn omdat deze dan sneller de kans hebben om in brand te vliegen of weg te smelten.
Voordelen:
- Bestaat al sinds de jaren 50 van de vorige eeuw en heeft een hele ontwikkeling doorgemaakt tot goedkope en efficiënte zonnecellen
- Wordt al lang toegepast waardoor er veel informatie over te vinden is
- Meestal in een frame bevestigd dat op het dak wordt gemonteerd en er gemakkelijk lucht onderdoor kan om het paneel beter te koelen
Nadelen:
- Silicium zonnecellen zijn bros, zelfs de flexibel variant ervan. Hierdoor is het kwetsbaarder voor breuk en puntbelastingen
- Door de wasstraat gaan kan je zonnepaneel beschadigen
CIGS dunne film zonnepaneel
Net als de silicium zonnepanelen zijn de CIGS dunne film in twee varianten verkrijgbaar: vast in een metalen frame of flexibel in een flexibele verpakking. De variant in een vast paneel komt niet veel voor, daarvoor wordt al snel de variant in de flexibele verpakking gekozen. Dit heeft veel te maken met het feit dat de flexibele dunne film voor veel minder luchtweerstand zorgt op je camper.
De CIGS dunne film van Miasole zijn hier de beste in. Deze Miasole zonnepanelen zijn uitgevoerd als een platte mat die gewoon op het dak van je camper wordt vastgelijmd. Zelfs als je een ribbeldak hebt, is het geen probleem.
Voordelen:
- Extra dun
- Flexibel
- Licht gewicht
- Betere prestatie bij hogere temperaturen dan silicium
- Betere prestaties bij indirect zonlicht dan silicium
- Betere prestatie bij schaduw dan silicium
- Minder kwetsbaar voor breuk en puntbelasting
- En je kan ermee door de wasstraat
Nadelen:
- Is nu nog prijziger in aanschaf dan silicium zonnecellen, maar door de manier van productie kan daar de komende jaren snel verandering in ontstaan
- Door direct op het dak bevestigen kan er geen lucht onder door om de zonnepaneel beter te koelen, dat betekend bij warme temperaturen de efficiëntie iets slechter is dan wanneer er wel lucht onder door kan stromen. Dit geld alleen bij stilstaan en niet onder rijden
Laadregelaar
Laadregelaars ook wel omvormers genoemd, zijn apparaten die ervoor kunnen zorgen dat een aangeboden voltage wordt omgezet in het gevraagde voltage. Bijvoorbeeld 114 volt dat wordt omgezet naar 24 volt.
Zo leveren zonnepanelen niet altijd dezelfde voltage, dat kan weleens erg schommelen door de weersomstandigheden. Daarom is het verstandig om een laadregelaar te nemen die de opgewekte voltage omzet naar de juiste voltage voor je accu.
Maar welke laadregelaars zijn geschikt voor zonnepanelen? Je hebt twee varianten, de MPPT’s (Maximum Power Point Tracking) en PWM’s (Pulse Width modulation) laadregelaars. Beide zijn geschikt, maar de MPPT wordt in de praktijk vrijwel altijd gebruikt vanwege de volgende eigenschappen:
- Beide presteren goed in warme omstandigheden, maar de MPPT presteert beter in koude omstandigheden
- Een PWM is voor gebruik van een klein systeem (lager dan 200 watt), terwijl een MPPT ook voor groter systemen is
- De MPPT zorgt voor de optimaalste stroom omzetting in de meeste omstandigheden, daardoor kan het wel tot 30% meer opbrengen dan een PMW
- De PWM kan wel goedkoper in aanschaf zijn, maar dat valt mee gezien een MPPT ook niet zo duur is
De MPPT laadregelaar is dan ook de meest geavanceerde laadregelaar van de twee. De MPPT past zichzelf continu aan de invoerspanning en de uitgangsspanning voor de accu, waarbij het probeert zo veel mogelijk op de maximum power point te blijven zodat er zo min mogelijk verloren gaat.
Daarmee is het verstandig om voor een MPPT laadregelaar te kiezen, omdat zoals al eerder aangegeven rijd je met je camper overal naartoe waar de lichtopbrengst en weersomstandigheden anders zijn, de MPPT kan daarmee het beste omgaan.
Welke MPPT’s zijn dan geschikt? De MPPT’s die in ieder geval zijn goedgekeurd door de Europese Unie, zoals de merken Victron, Epever en Mastervolt hebben goede en betrouwbare MPPT’s.
Waar je vervolgens nog op moet letten als je een MPPT wil kopen is als volgt:
- Hoeveel vermogen moet de laadregelaar omzetten? Dit kun je makkelijk berekenen door het maximale vermogen van je zonnepanelen bij elkaar op te tellen en daar moet minimaal je laadregelaar aan voldoen. Dus heb je 2 * 200 watt zonnepanelen dan moet je laadregelaar minimaal 400 watt aankunnen.
- Wat is het minimale voltage dat de laadregelaar nodig heeft om te kunnen werken? Een MPPT begint pas vanaf een bepaalde voltage te werken, zorg er dan voor dat je daar wat ruimer boven zit zodat bij een lagere zonsterkte de laadregelaar niet meteen uitvalt. Je kunt de minimale voltage verhogen van je zonnepanelen door deze in serie aan elkaar te schakelen.
- Wat is de maximale voltage dat de laadregelaar aan kan? Een MPPT heeft niet alleen een minimale voltage maar ook een maximale voltage. Geven je zonnepanelen bij elkaar een te hoge voltage dan kun je deze in de plaats van alleen in serie te schakelen ook in parallel schakelen. Bij een parallelschakeling gaat het voltage niet omhoog maar de ampère (stroomsterkte).
- Hoe snel wordt het maximale powerpoint opnieuw berekent? Bij huizen kan dat 30 seconden zijn, bij de zonnewagen van Nuna Solar team is het 30 milliseconden. Zo snel als 30 milliseconden is voor je camper niet nodig, maar om de paar seconden moet het wel opnieuw berekend zijn.
Voor meer informatie specifiek over een laadregelaar wordt geadviseerd om op de website van de leverancier of fabrikant te bezoeken.
Tot slot
Wil je voor een onafhankelijke plaats-gerelateerde stroombron zorgen zodat je voor een langere tijd bijvoorbeeld offroad kunt wildkamperen, dan zijn zonnepanelen wel de uitkomst. Of je nu voor silicium zonnepanelen of voor CIGS dunne film zonnepanelen kiest, beide zorgen ervoor dat je zelf stroom opwekt via de zon. Aan te raden is om voor de CIGS dunne film te gaan van Miasole als dat mogelijk is, omdat deze voornamelijk beter bestand zijn tegen breuk en zorgen voor een betere aerodynamica.
Betreft de laadregelaar is het goed om te kijken voor welke voltage en vermogen deze geschikt is. De aangegeven merken Victron, Epever en Mastervolt zijn alle goede omvormers voor je zonnepaneel.
Meer weten
Wil je weten hoe je zonnepanelen plaatst en fouten voorkomt, bekijk dan de Cursus Camper Bouwen met de subcategorie Elektriciteit. Hierin wordt je meegenomen in waar je op moet letten, welke materialen gebruik je en een schema hoe je het systeem opzet. Bovendien laat een donatie achter.
Dit artikel bevat Affiliate Links. Als je via deze uitgaande links iets koopt ontvangt Sajenn daar een kleine commissie over. De prijs die jij betaalt verandert niet. Op deze manier kan de website onderhouden worden.
Geef een reactie