Energie verliezen

Laatste reactie 05/04/2019 10:01 door Antoon
· Markeren als ongelezen
FO MEIJER 4 maanden geleden geplaatst
Ik maak gebruik van  de tools van Fritts voor zonnepanelen. Door het invullen van de gevraagde gegevens worden de elektrische Leidingverliezen en Jaarverliezen zichtbaar. Mij is niet duidelijk waarom het jaarverlies een ander getal is dan het leidingverlies. Of is het leidingverlies in andere eenheden dan het Jaarverlies. gaarne advies.
Antoon Rosé 4 maanden geleden geplaatst
Als eerste neem ik aan dat je het over deze tool hebt:
https://fritts.nl/zonnepanelen/tools/kabelverlies-omvormer-meterkast/
(was handig geweest als je die link zelf even gepost had, dat had weer zoeken gescheeld).

Als ik hem invul krijg ik twee waardes terug: "Maximaal kabelverlies" en "Jaarverlies".

Een inverter levert niet continue het maximale vermogen en dus ook niet de maximale stroom.
Aangezien de warmte die in een weerstand (de draad van een bepaalde diameter en een bepaalde lengte) zich laat uitdrukken in P=I2 * R waar bij R een vaste waarde is (de weerstand van een kabel met een bepaalde diameter en lengte ligt vast), maar I varieert (ergens tussen 0 en de maximale waarde), zal "het kabelverlies" dus ook niet constant zijn.

Deze is maximaal bij de maximale stroom, dat geeft "Maximaal kabelverlies" en heeft een gemiddelde waarde over een jaar (die natuurlijk kleiner is dan het maximale verlies) dat geeft het "jaarverlies".

Ik neem aan dat het maximale verlies berekend is over het opgegeven inverter vermogen in Watt en het jaarverlies over de geschatte jaaropbrengst in kWh.
reactie op @antoonros:
Lex Schiebaan Ik had het niet beter kunnen uitleggen. Het gemiddelde op jaarbasis is meestal 40-45% van het maximale verlies.

Groeten, Lex
4 maanden geleden

Beantwoorden

Antoon Rosé 4 maanden geleden geplaatst
Het is wel leuk om hier een beetje aan te rekenen:

De wet van Pouillet schrijft dat de weerstand van een draad gelijk is aan de de soortelijke weerstand van een materiaal (Rho) keer de lengte (l in meter) gedeeld door de oppervlakte (O in m2).
Dus zoiets als
      Rho * l
R = ---------
        O

De soortelijke weerstand van koper is 1,75*10-8 (Google is your friend)

Nu kun je dus de electrische weerstand van een koperdraad van 6mm2 en een lengte van 20m uitrekenen:

    1,75*10-8 * 2 * 20
R=--------------------- = 0,12 Ohm
           6*10-6
Het is 2 * 20m omdat de stroomkring heen en terug is, dus 2x de lengte van de kabel.

Nu gaan we uitrekenen hoeveel vermogen er in die draad gedissipeerd wordt wanneer de aangesloten 5kW inverter z'n maximale vermogen levert.

5kW bij 230V is 21,7A (P=U*I)

Nu weten we de stroom en de weerstand, dat levert dan het volgende op met P = I2 * R

P = 21,7 * 21,7 * 0,12 = 56,5W

Dus wanneer de inverter 5kW levert verdwijnt er 56,5W aan warmte in de kabel. Dus

56,5
----- * 100% = 1,13% (hetgeen overeenkomt met wat de tool als uitkomst heeft).
5000

Dit is een hele simpele voorstelling omdat de soortelijke weerstand van een materiaal verandert met de temperatuur. Deze wordt groter naarmate de temperatuur hoger wordt.
De opgegeven waarde voor koper van 1,75*10-8 geldt bij 20 graden C.
Doordat er warmte wordt gedissipeerd in de draad neemt de temperatuur van de draad toe en daarmee ook de weerstand.

Voor dezelfde koperdraad van 40 graden C zou het verlies bij maximaal vermogen uitkomen op 61,2W, dus 1,22%.

Het rekenen aan het jaarverlies is nog een stuk lastiger omdat het vermogen niet constant is.
Zelfs rekenen met een gemiddeld geleverd vermogen is niet correct omdat het gedissipeerde vermogen kwadratisch toeneemt met de stroom.
Als Lex zegt dat het jaarverlies 40 tot 45% van het maximale verlies is, dan neem ik dat aan want ik kan het niet controleren.

Vervolgens kan je ook nog rekenen met geld.
Dus, is het economisch gezien zinvol om een 6mm2 kabel te gebruiken of kan je beter een 2,5mm2 kabel gebruiken?

We nemen dezelfde situatie, dus de inverter van 5kW en 20m kabel.
20m 3x2,5mm2 YMVK kost +/- €0,93 ex. btw/m, dus €18,60
20m 3x6mm2 YMVK kost +/- €2 ex. btw/m, dus €40

Die €21,40 verschil moet je dus terugverdienen door meeropbrengst (= minder verlies).
Bij een kWh prijs van 21,4ct gaat het om 100kWh verschil.

Laten we aannemen dat er 5000Wp aan panelen aangesloten is op die 5kW inverter en dat die panelen mooi liggen, dus ook 5000kWh per jaar produceren.

Volgens de tool is het jaarverlies als volgt:

20m 2,5mm2 kabel: 1,16% -> 1,16% van 5000kWh is 58kWh
20m 6mm2 kabel: 0,49% -> 0,49% van 5000kWh is 24,5kWh

Ieder jaar dus is het verlies in de 2,5mm2 kabel dus 33,5kWh meer dan in de 6mm2 kabel.
Na 3 jaar is het verschil in aanschafprijs terugverdiend.
Het heeft dus ook vanuit financieel oogpunt zin om te investeren in dikkere kabels!
Jeffrey Rous 4 maanden geleden geplaatst
En de spanning bij terugleveren zal vast geen 230V meer zijn, maar hoger (afhankelijk van de wijk/regio etc...)
Bijvoorbeeld: bij 240V en max vermogen is het 1,04% verlies.

En daarbij komt ook nog hoeveel van de tijd draait de omvormer echt op zijn max, ik denk dat dit nog ruim onder de 5% van de tijd is, over een heel jaar gezien (afhankelijk van de dimensionering van het systeem).
reactie op @jefrous:
Antoon Rosé Klopt.
Er zitten wel meer 'onvolkomenheden' in de berekening.
Naast de spanning die ook nog eens niet constant is waardoor ook de stroom varieert, is ook de temperatuur van de kabel niet constant (en in de zomer zeker geen 20 graden).

Bij 240V en 20 graden C kom je blijkbaar op 1,04%
Bij 230V en 40 graden C kom ik op 1,22%
De tool zegt 1,10%. Dat lijkt mij om te rekenen dus een hele reeele waarde.

En daarom geef ik ook aan dat ik het jaarverlies niet kan narekenen.
4 maanden geleden

Beantwoorden

Neem deel aan dit gesprek:
Je moet ingelogd zijn om mee te kunnen praten.
Topic gestart 04 April 2019 om 16:41
Aantal lezers 17
Aantal reacties 6