Veel voorkomende fouten bij zonnepanelen (en hoe je ze kunt voorkomen)

Fout 1: Het bepalen van de juiste afmeting op basis van de daglichturen in plaats van de piekzonnuren

De daglichturen omvatten de tijd tussen zonsopkomst en zonsondergang. De ‘peak sun hours’ (PSH) zijn de uren waarin de zon met volle kracht schijnt; dit is de belangrijkste parameter voor het bepalen van de grootte van het systeem. Om 9.00 uur produceert een zonnepaneel misschien maar 10% van de nominale output; om 12.00 uur produceert het paneel 100% van de nominale output. De totale energieopname per dag wordt uitgedrukt in ‘full-power hours’, en dit aantal is altijd minder dan het aantal daglichturen. In noordelijke klimaten ligt het gemiddelde aantal PSH rond 1–2; in zonnige gebieden is dit aantal vaak hoger dan 5. Systeem die zijn verbonden aan het elektriciteitsnetwerk kunnen worden ontworpen op basis van het gemiddelde aantal PSH per jaar; systeem die onafhankelijk van het netwerk werken, kunnen echter niet op deze manier worden ontworpen, omdat de accu’s de slechtste omstandigheden (de meest donkere maanden) moeten kunnen verdragen, en niet de gemiddelde omstandigheden.

Als dit verkeerd wordt begrepen, kunnen er seizoensgebonden problemen optreden, maar dit blijft vaak onopgemerkt tijdens de aankoop. Een systeem dat is ontworpen voor 5 PSH, maar in de zomer maar 3 keer wordt opgeladen, zal in de herfst al snel achterstand oplopen en in de winter zelfs niet meer werken. Accu’s die diep ontladen raken, verouderen snel; een licht dat ’s nachts uitgaat (bijvoorbeeld een veiligheidslicht), is dan een serieus probleem – geen comfortprobleem, maar een veiligheidsprobleem.

Workshopvoorbeeld: Hoe we dit berekenen: Een 60 W LED-lamp die elke nacht 10 uur aanstaat verbruikt 600 Wh energie. Reken hierbij nog eens 10–15% toe voor verliezen in de driver en de leidingen; de panel moet dus dagelijks ongeveer 680 Wh aan energie leveren. Op de middag van de berekeningsdag (3 uur ’s middags) betekent dit dat de totale vereiste vermogen ongeveer 230 W is. Als je zou hebben uitgerekend op de lichtopbrengst op een ‘zonnige dag’ van 6 uur, zou je een 110 W-lamp hebben gekocht – waardoor de lamp al vanaf het begin niet optimaal zou werken. Bereken je eigen energiebehoef met onze energiebalansrekenaar.

Fout 2: Watten kopen in plaats van lumen Een watt geeft aan hoe veel energie een lichtarmatuur verbruikt; een lumen geeft aan hoe veel licht de armatuur uitzendt. Twee 30 W-lampen kunnen op het lichtoppervlak een groot verschil vertonen, afhankelijk van de efficiëntie van de LED en de optische constructie. Daarom leveren drie verschillende fabrikanten allemaal verschillende producten als je alleen om een ‘30-watt-lamp’ vraagt. Vraag dus om de lichtopbrengst in lumen – en ook om de efficiëntie van de lamp (in lumen per watt).

Er zijn nog twee belangrijke factoren die bepalen of de lichtstralen echt op de plek komen waar ze nodig zijn:

1. De optiek bepaalt het lichtpatroon : Een strak lichtbundel op een groot gebied zorgt voor ‘heetpunten’ onder de lichtarmatuur en donkere plekken tussen de armaturen, ongeacht het totale aantal lumen.
2. De kleurtemperatuur (CCT) en de kleurweergave (CRI) bepalen hoe het licht wordt waargenomen : Een kleurtemperatuur van 3000–4000 K met een CRI van meer dan 70 is ideaal voor de meeste buitenomgevingen; een warmere kleurtemperatuur en een hogere CRI zijn geschikter voor plaatsen waar mensen samenkomen.

Wanneer je databladen vergelijkt, vraag dan naar de LM-79-testrapport (het IES-standaard voor het meten van de totale lichtstroom van een lichtarmatuur) en de LM-80-data voor de LED-elementen (het standaard voor het behouden van de lichtstroom over de tijd). Een leverancier die geen van deze rapporten kan overleggen, citeert slechts een doelwaarde en geen echte meting.

Fout 3: Het verkeerd kiezen van de batterijcapaciteit voor één heldere nacht Het kiezen van de juiste batterijcapaciteit is belangrijk om zorgen te voorkomen dat de lichtarmatuur op een heldere nacht niet te snel opbrandt. Een te kleine batterij kan tot problemen leidden.

De batterij moet voldoen aan de energiebehoeften gedurende de nacht en de dagen waarin de apparaat autonoom werkt (de periode waarbij de weersomstandigheden slecht zijn). De totale energiebehoef wordt vervolgens gedeeld door de bruikbare capaciteit van de batterij. Hier komen de specificaties vaak niet overeen met de werkelijkheid: de ‘depth of discharge’ (DoD) is het deel van de nominale capaciteit van de batterij dat daadwerkelijk kan worden gebruikt. Voor lithium-iron-phosphate (LiFePO4)-batterijen is dit meestal ongeveer 80% bij een normale gebruiksduur; voor lead-acid-batterijen is dit slechts ongeveer de helft van de nominale capaciteit.

Als we het voorbeeld verderzetten: 680 Wh per nacht × 3 dagen autonoom gebruik = ca. 2040 Wh bruikbare energie. Bij een DoD van 80% betekent dit dat de nominale capaciteit van de batterij ongeveer 2550 Wh is – dit past bij een batterij van 24 V en 100 Ah. Een te kleine batterij werkt niet optimaal; deze wordt iedere wolkige dag te diep ontladen, waardoor de levensduur van de batterij aanzienlijk korter wordt. Te grote batterijen zijn evenmin handig, omdat je voor een capaciteit betaalt die je niet gebruikt. De juiste beslissing wordt gevonden met de ‘design-month-calculator’ (/app-a2-battery-sizing), waarmee de benodigde batterijcapaciteit in één minuut kan worden bepaald.

Afstemmen van de autonoomie op de toepassing

Het is belangrijk om de autonoomie van het apparaat goed af te stemmen op de specifieke behoeften van de toepassing. Een te kleine batterij leidt tot een te snelle uitputting; een te grote batterij kost onnodig veel geld. Het is dus essentieel om de energiebehoefden nauwkeurig in te schatten en de juiste batterijcapaciteit te kiezen.

De aanwezigheid van extra brandstofreserves (‘autonomy days’) is zowel een strategische beslissing als een gevolg van berekeningen. Het is belangrijk om de gebruikelijke regels in de branche duidelijk te formuleren: twee dagen reservebrandstof voor secundaire onderdelen zoals paden en decoratieve verlichting; drie dagen reservebrandstof voor de algemene straat- en parkeerverlichting; vijf of meer dagen reservebrandstof voor onderdelen waar de verlichting van cruciaal belang is voor de veiligheid – bijvoorbeeld poorten, brandstofopslagterreinen en toegang tot ziekenhuizen. Zet deze cijfers expliciet op in de specificaties; ontdek ze niet pas na de eerste wolkige week. Meer reservebrandstof betekent niet dat dit gratis is, omdat de behoeve aan batterijcapaciteit en de daardoor gepaard gaande kosten in principe evenredig toenemen. Daarentegen leidt te weinig reservebrandstof ertoe dat elke storm tot een serviceverzoek leidt. Een brandverlichting die uitvalt, is een fout die niemand vergeeft.

Fout 4: temperatuur negeren

Het is ook belangrijk om de invloed van de temperatuur op de werking van de verlichting te bewust te zijn. Temperatuurschommelingen kunnen de prestaties van de verlichting beïnvloeden en kunnen zelfs tot onveiligheden leidden. Het is dus essentieel om de verlichting te ontwerpen met rekening te houden met de lokale weersomstandigheden.

De temperatuur heeft invloed op beide uiteinden van het systeem. Een hoge omgevingstemperatuur verlengt de levensduur van batterijen niet; elke stijging van 10 °C boven de kamertemperatuur verkort de chemische levensduur van de batterijen ongeveer half. Daarom leiden batterijen die in een ruimte zijn opgeslagen die naar het zuiden is gericht, tot een langzamer verslijden. Een lage omgevingstemperatuur daarentegen vermindert de beschikbare capaciteit van de batterijen en vormt bij lithiumbatterijen een risico voor het opladen: bij temperaturen onder ongeveer 0 °C kan het lithium op de anode afzetten, waardoor de capaciteit permanent wordt verminderd; in het ergste geval kan dit zelfs tot een interne kortsluiting leidden. Betrouwbare lithiumbatterijen voor koudere klimaten worden geleverd met een batterijbeheersysteem (BMS) dat het opladen onder vries temperaturen tegengaat. Een batterijpakket zonder dergelijk systeem vormt een brandgevaar in de winter.

De efficiënsie van de panelen verandert ook met de temperatuur – de output neemt af als de cellen opwarmen. Daarom worden panelen voor warme klimaten zo ontworpen dat hun prestaties afnemen bij hogere temperaturen. De instellingen van de spanning door de controller moeten hierop worden aangepast: een temperatuurregeling zorgt ervoor dat de laadspanning wordt aangepast aan de temperatuur van de batterij. Een controller zonder dergelijke regeling kan het gebeuren dat de batterij te veel of te weinig wordt opgeladen in warme of koude omstandigheden. Ons advies: verifieer de aangegeven werktemperatuursbereik van het product in relatie tot de werkelijke extremen op uw locatie, en kies in koude gebieden voor panelen met een automatische stoppen van het laadproces bij lage temperaturen.

Fout 5: vertrouwen op een technische beschrijving (datasheet) die nooit is getest

In deze branche lopen de aanbiedingen van fabrikanten erg uiteen in kwaliteit en specificaties; sommige informatie is zelfs gewoon verzonnen. Een lage prijs is vaak een indicatie dat de kwaliteit niet zo goed is. Om de kwaliteit van een scherm te beoordelen, zijn er verschillende bronnen van informatie beschikbaar: onafhankelijke beoordelingen en referenties van klanten, certificaten van erkende instellingen (UL, CE of lokale keurmerken), testrapporten, en de garantievoorwaarden (uitgedrukt in jaren en specifieke componenten, in plaats van marketingtermen). Vergelijk de specificaties van meerdere aanbieders nauwkeurig – lumenuitstoot, efficiëntie van het scherm, chemische samenstelling van de batterij, beschermingsniveau tegen stof en water (IP-classificatie), en werktemperatuur. Vaak is juist deze informatie niet vermeld in de aanbiedingen.

Een extra tip van ons: vraag de fabrikant hoe hun schermen worden getest op ouderdom en hoelang deze testen duren. Een fabrikant die elke partij voor verzending nog een brandbeveiligingstest uitvoert, geeft je veel meer informatie dan een simpel fotootje kan vertellen.

Beslissingen over de installatie die te laat worden genomen

Soms worden beslissingen over de installatie van apparaten genomen op een te late plek, waardoor fouten of onnodige kosten kunnen ontstaan. Het is belangrijk om alle beschikbare informatie goed te evalueren voordat je een keuze maakt.

Er zijn twee installatieparameters die al vastgesteld zijn voordat iemand er zelfs over na kan denken, en beide bepalen of het systeem zoals beschreven werkt:

1. Richting en schaduw van de panelen: De panelen moeten op een plek worden geplaatst waar de zon op de dag van de ontwerpbespreking onbelemmerd door de omgeving kan schijnen. Een locatie die in maart nog goed verlicht wordt, kan in september al worden overschaduwd door bladeren van bomen. Controleer dus de zonnestraal in verhouding tot de luchtlaag in de zomer, niet in de winter.

1. Hoogte en positie van de masten: Bepaal de hoogte en positie van de masten op basis van het lichtplan, niet van de grens van het hek. Als een mast twee meter verplaatst wordt om ruimte te maken voor een trottoir, kan de lichtbundel terechtkomen op een plek waar de berekeningen een gelijke verlichting niet mogelijk aangeven.

Plan ook al van tevoren de toegang tot onderhoud: de batteriekast moet gemakkelijk bereikbaar zijn, de panelen moeten te reinigen zijn met behulp van een lift of ladder, en de controller moet bereikbaar zijn zonder het gebruik van een steiger.

De voorverkooplijst (Pre-purchase checklist)

1. Bezoek de website om de maximale zonuren in de desbetreffende maand te vinden; niet de gemiddelde zonuren per jaar.
2. Stel de vereisten voor de verlichting vast in lumen en straalbreedte, niet in watt.
3. Bereken de nachtelijke energiebehoef en selecteer op basis daarvan het juiste paneel en de juiste batterij. Houd rekening met de autonomie van het systeem en de tijd tot de batterij volledig is opgebruikt (DoD: “Days Until Discharge”).
4. Vergelijk de extreme temperaturen op de locatie met de werkingstemperatuur van het product en de opladingsbeperkingen.
5. Vraag naar testrapporten en certificaten van de leveranciers; vergelijk deze minstens van drie verschillende aanbieders.
6. Plan de installatie zodat er gemakkelijk toegang is voor onderhoud: de richting van het paneel, de plaatsing van de batterijbox en de hoogte van de paal moeten allemaal nog worden gecontroleerd.

Als je de stappen 1–4 liever niet handmatig uitvoert, kunnen de energiebalansrekenaar en batterijgrootteberekenaar de benodigde berekeningen voor je uitvoeren. Onze all-in-one-zonnepadenlampen worden geleverd met een al samengesteld paneel, batterij en controller, waardoor de hierboven genoemde fouten al in de fabriek worden voorkomen – in plaats dat ze ter plekke nog worden gecorrigeerd.

Wat deze pagina niet behandelt:

Deze pagina gaat over fouten bij de keuze van systemen voor off-grid-zonnelichting. Het wordt hier geen aandacht besteed aan het ontwerp van PV-systemen die zijn verbonden aan het elektriciteitsnetwerk, aan de berekeningen voor de structuur van de masten of aan de windbelasting. Voor onderhoudsprocedures (reiniging en routinematige controles) kunt u onze handleiding voor panelonderhoud gebruiken; voor de vereisten met betrekking tot de masten en de windbelasting vindt u informatie in onze windbelastingscalculator.