Berekening van zonnecellen voor een vakantiewoning

Het dak

Zonepanelen worden geplaatst op een bitumen lessenaarsdak,vanwege het rendement en regenwaterafvoer.

constructie_dak

Koelvermogen

De volgende stappen worden genomen om het koelvermogen te berekenen.

  • Bepaal het koelvermogen in [W]
  • Bepaal de bedrijfstijd van de apparaten [uur/h] ;
  • Bereken de energiebehoeften [kwh]
  • Bepaal de piekbelasting;
  • Aan de hand van de zonnekaart het stralend vermogen;
  • Het aantal en type zonnepanelen in [Wp]

Maximale koelvermogen [kW]

Het vermogen wordt weergegeven in Watt [W] of [kW]
Door naar de ruimte/inhoud te kijken en dan te vermenigvuldigen met een warmte-factor

  • Factor 30: Goed geïsoleerde ruimte, geen plat of direct schuin dak, weinig elektronische apparatuur en weinig mensen
  • Factor 40: Minder goed geïsoleerde ruimte, veel glas en/of veel mensen werkzaam en/of veel elektronische apparatuur
  • Factor 50: Een plat of schuin dak, ruimte op het zuiden, slechte isolatie, veel mensen en elektronische apparatuur

Maximale koelvermogen

Bij Kirpalanie kun je een Split Unit Airconditioner kopen van 18.000 [BTU]. Voor deze bovenstaande koelvermogen heb je dus 17 airco's nodig.

Opmerkingen:
Hoe lager dit koelvermogen hoe gunstiger het is voor het aantal te plaatsen zonnepanelen.
Het hangt af van de grootte van oppervlakte van het dak.

Een ander methode is het koelvermogen berekenen met de afmetingen van de ruimten.
In mijn gedachte schat ik, de afmetingen van de ruimten, in. Er moet worden gemeten.

Koelvermogen kamers
Locatie
hoogte 2,5 [m]
Oppervlakte
A [m2]
Koelenergie
[W]
woonkamer 70 m3 5 x 7 3500
keuken 18 m3 3 x 3 900
Bad en WC
15 m3
2,75 x 2,75 756
kamer van Pa
15 m3
3 x 4 1500
kamer van Ma
23 m3
3 x 3 1125
kamer van Ivan Pat.
30 m3
3 x 4 1500
werkkamer bij keuken
15 m3
2 x 3 750
wasruimte bij keuken
15 m3
2 x 2 500
garage
53 m3
3 x 7 2625
totaal koelingsvermogen
224 m3
13156 [W]
13,2 [kW]

Het koelvermogen van een airco wordt ook wel uitgedrukt in koelenergie [BTU/uur] (British Thermal Unit). Hierbij is
1 Watt/uur gelijk aan 3,4121 BTU/uur.
Dan wordt de maximale koelvermogen in 44889,5876 [BTU]
Heden ten dage wordt in de NL de energie uitgedrukt in [J] of in [kW].

Een vuistregel is 0,035 kW per [m3] dan heb je aan koelvermogen nodig 900 x 0,035 = 31,5 [kW]

In BTU 44889,6 [BTU]
44889,5876/18000= 2,4[unit]
Kirpalani_Split Unit Airconditioner
=> 3,0 units benodigd.

Energiebehoefte in [kwh]

De bedrijfstijd speelt een grote rol. Vooral, wanneer er veel energie nodig is.
Als de bedrijfstijd bekend is, kunnen de energie behoefte berekend worden P. ΔT in [Wh] of in [kWh]

Normale koelcapaciteit

Wanner 1 airconditioner de woonruimte, zijnde, 2250 [m3] moet koelen. Dan is daar aan elektriciteit behoefte voor nodig 112,59 [kW]
De bedrijfstijd van deze koelunit zal per dag 24 uur duren.
Dat komt neer 11,2,5x 24 = 2700 [kWh].In Suriname werkt met de eenheid BTU

Gebruik maken van een deze omvormer is het energiebehoefte inclusief aansluiting van de 12 volt lampen. 24 [kWh]

Met de vuistregel heb je nodig 31,5 x 24 = 758 [kWh]

Hellings hoek

De hellingshoek is belangrijk voor:

  • een maximale rendement
  • het afvoer van regenwater en het schoonhouden van de zonnepanelen.

Maximale rendement

Voor het maximale rendement zal de Zonestraling loodrecht ( 90º) moeten stralen op het zonnepaneel, wanneer het 12:00 uur is.
De zon verplaatst zich van het oosten naar het westen. We kunnen het huis en dak niet laten meedraaien met de verplaatsing van de zon. Men zegt een lagere helingshoek is beter m.b.t. het rendement, wanneer de zon van plaats afwijkt.

De stand van de zonnepanelen hebben 2 vrijheidsgraden.

  • Als eerste heb je het azimut (A). Dat is de horizontale component uit het horizon-coördinatenstelsel. Dat is met andere woorden de kompasrichting, de hoek met het noorden gemeten over het oosten(rechts draaiend)
  • de zenitafstand of de hellingshoek van het dak. Dit wordt eveneens uitgedrukt in graden. Als de zenitafstand gelijk is aan 0°, ligt het zonnepaneel horizontaal. In de tekening hieronder spreekt men van Slope β.
hellingshoek

Regenwaterafvoer

Met een lessenaarsdak heb je het voordeel dat je maar één dakgoot nodig hebt.
Je zou het regenwater kunnen opvangen voor reiniging van de auto of WC of de wasmachine.

Beveiliging voor dieven

Door de energiebehoefte te delen door de spanning van de accu vindt men de capaciteit in [Ah]

Afbeelding van de accu Capaciteit
zonnenaccu 200 Ah
Het batterij vermogen is 200x12 = 2400 [Wh] of 2,4 [kwh]

Laadregelaar

laatregelaar

Een laadregelaar zorgt ervoor dat je een accu niet overlaad zodat hij veel langer meegaat. De laadregelaar zorgt ervoor, dat de accu dus niet onder en overbeladen wordt. Het laden bestaat uit een aantal uitgebalanceerde fases.
Zo kent een goede acculaadregelaar minimaal de bulklading fase, de absorptielading fase en de float fase ook wel druppellading genoemd. Vooral het niet overladen, dus doorgaan met laden terwijl de accu vol is, is goud waard.
Bij de keuze van de laadregelaar is de modulestroom het belangrijkste selectiecriterium.
Wanneer de accu volledig is opgeladen, wordt het zonnepaneel namelijk losgekoppeld van de accu en via de regelaar kortgesloten.
Dit voorkomt dat de door het zonnepaneel opgewekte spanning te hoog wordt en het zonnepaneel beschadigt raakt.
De modulestroom van de laadregelaar moet daarom gelijk zijn aan of hoger zijn dan de kortsluitstroom van het gebruikte zonnepaneel.

Grootte zonnepaneel [Wp]

De fabrikanten komen met de grootte van in de vorm van wattpiek[Wp] met verschillende kwaliteiten.

De zon komt op in Suriname 07:00 uur en gaat onder 19:00 uur. De zon schijnt overdag gemiddeld 12 uur [h].
De grootte van de Watpiek wordt berekend: elektrische behoefte/de tijd dat de zon schijnt maal het rendement van de zonnepaneel. Het zonnepaneel dient dus 200 [Wp] of hoger te bedragen. Deze zijn in de handel te verkrijgen.

Gangbare laatregelaars gebruiken 36 cel zonepaneel. Levert ongeveer 160 [Wp]

zonnepaneel

De installatie ziet er als volgt uit:

Elektrische installatie

Opmerkingen:
de stroomkabels dienen geschikt(gecoat) te zijn voor de opkomende zonestraling en natuurlijk waterbestendig.

Kostprijs ongeveer..

Amazon
Onderdeel Prijs in dollars Totaal in $
Haian 12V LED Bulb 6W 600Lm E26/E27
Gebruik dezelfde fitting als 110/220 lamp.
19 19
Ledlamp spot 4,0 8,0
Laatregelaar - 46
Accu - 100
TRUST 12V ULTRASLIM
NOTEBOOK POWER ADAPTER 70W FOR CAR
- 50,30
Zonnepaneel bij Amazon - 60 t/m 85
Totale kosten - 284,3 - 309,3

	
Onderdeel Prijs in euro's Totaal in €
Ledlamp yphix 5,0 20
Ledlamp spot 4,0 8,0
Laatregelaar - 46
Accu - 100
TRUST 12V ULTRASLIM
NOTEBOOK POWER ADAPTER 70W FOR CAR
- 50,30
Zonnepaneel bij Amazon - 60 t/m 85
Totale kosten - 284,3 - 309,3


Naar Boven