Opbrengst (vermogen)

Het vermogen dat gehaald kan worden is ongeveer proportioneel aan de zonnestraling: 2/3 van 60W is 40W. Dat is echter enkel als de zon schijnt, wat in België (en in Nederland) niet altijd het geval is. Bij betrokken hemel (geen schaduwen) haal je een vermogen van enkele watts.

Dit vermogen is te weinig om een accu geladen te houden als je een frigobox van stroom wilt voorzien in België (de frigo trekt ook stroom 's nachts). Een kleine koelkast met compressor zoals de Dometic CDF-18 heeft een gemiddeld verbruik van 10 à 15W, dus ongeveer 300Wh per dag (we rekenen een paar extra watts om verse producten en drank te koelen). Ons zonnepaneel kan ongeveer 400Wh per dag leveren als er constant zon aanwezig is overdag. 60W is mogelijk in het zuiden van Frankrijk, niet bij ons.

Een zonnepaneel is op zich een weinig bruikbare energiebron: niet alleen is de opbrengt variabel, maar hangt ook af van de belasting. In de handleiding staan twee gegevens: de korstsluitstroon (4A) en de maximale spanning (21V). Maar in deze twee situaties wordt er geen vermogen geleverd want ofwel is de spanning nul, ofwel de stroom nul.

Meer bruikbare waarden zijn een spanning van 16.9V en een stroom van 3.55A, dan is het rendement van het paneel het hoogst (maar het rendement hangt ook af van de zonnestraling). Het rendement zakt als de spanning lager is (laden van een accu): bij 13.5V is het rendement gedaald tot 80% ten opzichte van de ideale waarde (die 40W voor België die we boven aangehaald hebben worden er 32). Bij een batterijspanning van 13.5V en een straling van 1000W/m2 (zuiderse landen) halen we een vermogen van 48W.

De cijfers nog even op een rij voor een paneel van 60W:

Een accu is altijd nodig, zelfs als er slechts tijdelijk stroom geleverd moet worden: Het zonnepaneel kan geen piekstroom leveren om de compressor van een koelkast te starten en de spanning is veel te onstabiel om een radio te voeden. Voor tijdelijk gebruik is een accu van 12V 7Ah (loodaccu) of 12V/10Ah (Lithium ijzer fosfaat) voldoende (bufferen van de stroompieken).

Nog een opmerking: als er geen licht is wordt de accu ontladen via het zonnepaneel, weliswaar met een lage stroom (10 à 15mA voor een paneel van 60W), maar voor een ganse nacht is het alsof een kleine ledlamp permanent in de caravan zou blijven branden. De stroom wordt hoger bij een hogere temperatuur. Dit kan opgelost worden door een extra diode te plaatsen in de aansluitbox. Gebruik hiervoor een schottky diode die een lagere drempelspanning heeft. De omgekeerde spanning wordt nooit hoger dan de maximale batterijspanning. Een SB540 is hier geschikt (5A, 40V omgekeerde spanning).

Als er geen direct zonlicht is (geen scherpe schaduwen), dan levert een paneel toch 12W (voor een paneel van 60W). Het is beter dat alle delen van het paneel belicht worden, zelfs als daarvoor het paneel niet direct naar de zon gericht kan worden. De stroomproductie zakt sterk in elkaar als een deel van het paneel geen zonlicht krijgt.

Meer panelen of grotere panelen

Een paneel met zo'n oppervlakte is echter weinig handig, je kan beter twee of meer kleinere panelen gebruiken. Maar hoe moet je ze aansluiten? Op deze volgende pagina bespreken we hoe je de zonnepanelen moet aansluiten, maar ook welke beschermingsmaatregelen je moet voorzien tegen ompolen, tegen een te hoge spanning en kortsluiting.

Het is moeilijk het benodigd vermogen van de panelen te bepalen. Het nominaal vermogen wordt normaal niet gehaald in België (en nog minder in Nederland). Omdat de laadspanning van de accu niet optimaal is voor de panelen moet men ervan uitgaan dat een paneel van 60W hier maximaal 32W levert en 48W in het zuiden (we nemen een gemiddelde van 40W voor de berekeningen). Per dag hebben we 24 × 15W = 360Wh nodig. Als we op 10 uur zon per dag rekenen moet ons paneel 36W leveren. Eén enkel paneel van 60W is dus voldoende om de batterij op peil te houden op een zonnige zuiderse dag. Met twee panelen kan ik ook de smartphone en de laptop opladen en heb ik wat speling als er weinig zon is.

Een omvormer om de spanning van het paneel (de optimale spanning bedraagt 16.9V bij vol zonlicht) om te zetten naar de batterijspanning (12 à 14.5V) is niet interessant, want de omvormer heeft ook geen rendement van 100%. Het rendement van de omvormer daalt als de omstandigheden niet ideaal zijn (als er wat minder zon is).