Upgrading Polder PV (>> 1,336 kWp)

Uitbreiding met 2 Kyocera 50 Wp modules, 19 april 2010

met dank aan Buro Wilders/Den Haag!

20 april 2010: Polder PV naar 1,336 kWp met Kyocera. Sinds de laatste bijplaatsing van 2 Sunpower® paneeltjes van elk 108 Wp (waarmee het systeemvermogen op 1,236 kWp kwam) op 15 augustus 2007, is er niets (wezenlijks) meer aan de zonnestroom installatie van Polder PV gebeurd. Een keer in het jaar een natte doek over de panelen, bij voorkeur aan het begin van het voorjaar is het enige "onderhoud" wat er hoeft te gebeuren. Kosten: een emmer drinkwater. Peanuts.

Polder PV zat enkele jaren met zijn energiehuishouding op het vlak van elektra in de buurt van de "nul" grens: ongeveer evenveel zonnestroom opwek als afname van elektra, op jaarbasis. Een beetje afhankelijk van het uiteindelijke verbruik, de timing van de jaarnota (die weer is gebaseerd op de - middels de Ferrarismeter volautomatisch gesaldeerde - meterstanden), en de hoeveelheid (daadwerkelijk benutte) zoninstraling in de betreffende meetperiode. Zo'n situatie wordt in het door zonnestroom liefhebbers gebezigde jargon ook wel een "nullie" genoemd (ter onderscheiding van "possies" met nog een jaarlijks restverbruik, of "neggies" met een jaarlijks overschot). Echter, het werk aan Polder PV en vele andere computer zaken heeft tot een structureel "iets hoger" verbruik geleid (nog steeds een derde van een gemiddeld huishouden, grofweg 1.200 kWh/jaar), dus het byzondere aanbod van Buro Wilders uit Den Haag om twee mooie Japanse Kyocera 50 Wattpiek modules met alle parafernalia voor een symbolische bodemprijs in ontvangst te nemen werd byzonder gewaardeerd. Hiervoor even met zijn allen hulde aan deze reeds meer dan 15 jaar in het vak zittende Haagse leverancier met een zeer zonnig hart en goede reputatie, het aanbod kwam volkomen spontaan binnen bij Polder PV en er zijn geen tegenprestaties gevraagd*...

Na een middagje "bomen" ten kantore van Buro Wilders en weer wat smakelijke anekdotes over zonnestroom te hebben uitgewisseld, werd het "spul" thuis bij Polder PV afgeleverd. En daar werd het minisysteempje al snel door de polderknaap met zijn twee linkerhanden in elkaar geschroefd. Alle verantwoordelijkheid voor wat erna met het mooie spul is gebeurd is uitsluitend toe te rekenen aan de webmaster van Polder PV...

<<< Complexe, zorgvuldig afgewerkte, hier open geschroefde junction box op de achterzijde van een van de twee Kyocera 50 Wp modules. Let op de kneldop van de geavanceerde wartel die is aangepast voor 4 mm² enkelpolig installatie draad. Voor detail zie volgende foto.

Detail van de binnenzijde van de zeer verzorgde en goed bereikbare junction-box van het Kyocera 50 Wp module. Let op de vier bypass diodes die moeten voorkomen dat cellen te heet worden bij partiële beschaduwing (bypass van de getroffen celstring in het module via de diodes). >>>

^^^ Close-up van de module voorzijde, waaraan het vakmanschap is af te zien. Ragfijne primaire bedrading die via de bekende busbars (hier twee per langgerekte, rechthoekige cel) wordt afgevoerd en naar de volgende cel geleid. De tussenruimtes tussen de cellen laten het onderliggende witte inbeddingsfolie zien, waar je bij felle zon enigzins licht doorheen ziet komen (foto verderop).

... en al snel werd het in elkaar geschroefde fraaie spul als tijdelijke "Freiflächen Anlage" voor de tuindeur ausprobiert. Met de zegen van de bijgeleverde OK4 omvormer: de 100 Watt STC vermogen van het in serie gekoppelde Kyocera paar is natuurlijk optimaal te verstouwen voor deze 100 Watt DC-AC inverter (met een datasheet rendement van maximaal 94%). In deze opstelling was al snel een vermogen van zo'n 75 Watt aan AC-zijde in de brandende zon te verkrijgen (waarbij de celtemperatuur al snel opliep). Het frame werd met de zonnestand af en toe gedraaid just for the tracking fun of it...

^^^ Zukunftsfähige Energietechnologie noemen de Duitsers fotovoltaïsche zonnepanelen, und mit Recht! Freiflächenanlage Polder PV (0,0001 MWp), april 2010. De blauwe Kyocera modules zijn er een stuk vroeger bij dan de bloesems van de blauwe regen op de achtergrond, die nog erg kaal staat te wezen na een behoorlijk koude winter. In Duitsland grazen er schapen ("Solarschafe") tussen de reuzen PV-parken. Polder PV neemt als entourage genoegen met de nieuwsgierige jongste bewoner van ons Centraal Wonen complex, Ilja. Voor wie wellicht een heel wat zonniger (en democratischer) toekomst is weggelegd dan voor menig in fossielen gedrenkt volwassen medelander...

Het felle zonlicht gaf ook een mooie kans de onderzijde van het module iets beter te kunnen bekijken:

^^^ Foto van de achterzijde van een van de Kyocera modules in de felle zon staand. Het zonlicht dringt gedeeltelijk door de witgekleurde inbeddingsfolie heen. De rechthoekige cellen zijn hierdoor goed te onderscheiden. Ook zichtbaar zijn de vertikaal verlopende busbars die van de onderkant van de ene cel naar de bovenkant van de volgende cel lopen. Helemaal onderaan de horizontale cellenrij zijn twee verzamelstrips van twee celstrings te zien (horizontaal, donkere strepen).

En toen moest "het" allemaal natuurlijk weer het dak op. Ik zal u besparen wat voor spierpijn de polderknaap daar weer aan over heeft gehouden, want ook hij bereikt dit jaar reeds een halve eeuw bestaan op dit mooie aardklootje, en dat ga je voelen in je lijf. Onder een module op je rug liggend proberen een uitgevallen schroef weer in het gaatje in de junction box te krijgen met weinig speelruimte is een klus om hartgrondig tierend vooral in je eentje te doen (het is gelukt, vraag niet hoe). Het uitpuzzelen hoe het ook weer moest met die ingewikkelde bedrading op het dak kostte ook de nodige tijd voor de non-technische polderknaap...

Ook de uitwerking "in-house" was niet zomaar effekes geregeld. Want er moest gebruik gemaakt worden van de reeds jaren aanwezige situatie, met de bestaande VMVK bekabeling (twee dikke 14-aderige dubbel-geïsoleerde "tuinkabels" met alle aders van elke pool van elk module van boven naar beneden), en was het weer lekker puzzelen geblazen hoe we de in-house geplaatste nieuwste omvormer (inmiddels de dertiende in functie, een elk voor alle reeds aanwezige 12 Shell modules, en een 13e exemplaar voor de 2 in serie gekoppelde Kyocera 50 Wp panelen) in de bestaande situatie zouden gaan inpassen. Ook dat is weer na een avondje zwoegen en zweten gelukt, dus vanaf vandaag heeft Polder PV er weer "100 Wattpiek" aan opgesteld vermogen bij, met hartelijk dank aan Buro Wilders in Den Haag.

Afijn. Op deze pagina enkele foto's met impressie van het gebeuren, en het moois wat er uiteindelijk uit is gekomen.

Installatie foto's

^^^ Veilig werken, zelfs bij modules met maar een omvormer per module en alle modules parallel geschakeld. Zelfs al zit er nog helemaal geen omvormer op het paneel, als u zoals ik per ongeluk de twee DC-aders van een niet eens zo'n krachtig module (108 Wp) tegen elkaar heeft zien komen en de vonken ervan af heeft zien springen (niet eens bij volle zon), weet u: gelijkstroom is linke soep. Vandaar dat ik de modules waar ik aan werk tegenwoordig afdek (hier met zwaar zwart landbouwplastic) zodat er geen spanning op kan komen bij zonnig weer. Uiteraard is alles waar aan wordt gewerkt dan van het net gekoppeld. De grote witte doos met ingeschroefde wartels is de diepvries box die ik gebruik om de ingewikkelde DC-doorlus van elk individueel module naar de betreffende aders in de 14-aderige VMVK kabels (die langs de gevels liggen in mantelbuizen) mogelijk te maken. Grote professionele lasdozen zijn peperduur en deze oplossing voldoet prima, ik zet de doos verhoogd op een tegel voorzichtig klem onder een module en bedelf het geval met grind zodat hij lang mee kan en niet van zijn plaats kan komen. Een doos die ik drie jaar geleden op deze wijze heb geïnstalleerd zag er bij controle nog prima uit en was kurkdroog.

^^^ Kabelsalat. Detail van de diepvries koelbox (flexibel plastic, wartels probleemloos aan te draaien) waar nog een deksel op komt. Rechts de dikke VMVK kabel (met eigen, grote wartel), waarop reeds 6 modules waren aangesloten in een oudere, bomvolle lasdoos, maar waar geen ruimte meer in was om nog een dubbeladerig systeem in te persen. Elke ader in die dikke kabel is genummerd, en elk module heeft een gecodeerde ader op elke pool (in ons geval oneven de plus pool, even de min pool, bij opvolgende cijferparen). Beneden in huis is via die nauwgezet opgeschreven nummering alles keurig gedocumenteerd aan te sluiten op de aan de muur hangende OK4 omvormers en is beneden precies te zien op welk module welke OK4 omvormer is aangesloten. De aansluiting van het dubbelpaar in serie gekoppelde 50 Wp Kyocera modules geschiedde als enige in dit (oude) systeem met twee aparte 4 mm² dubbel-geïsoleerde zonnestroom kabels die Wilders had bijgeleverd, en komen aan de linkerzijde van de foto deze "creatieve polderiaanse lasdoos" binnen via een eigen wartel. De doorkoppeling naar de voorzichtig uitgeprepareerde betreffende aders in de VMVK kabel is hier met twee dikke geïsoleerde koperdraden van hard koper en twee degelijke kroonstenen gemaakt. Alle overige aders zijn 2,5 mm², waarbij bedacht moet worden dat de kortsluitstroom van de grootste modules (108 Wp Shell) 3,25 Ampère bedraagt. Een andere oplossing is in ons geval niet mogelijk zonder een omvangrijk [extra!] renovatie traject waar, gezien de toch al zeer goede opbrengsten op deze lokatie (met de huidige, reeds jaren werkende "systeem opbouw"), de zin niet van wordt ingezien door Polder PV. Het werkt, alles is geïnstalleerd, de opbrengsten zijn prima: verder afblijven, dus!

<<< Na de "lasdoos" te hebben geprepareerd kon het reeds beneden opgebouwde, en omhoog gesjouwde, relatief hanteerbare kleine frame in een keer op het dak worden geplaatst. Bitumen schoonvegen, rubberen matjes onder de liggers, grind terug schuiven, en later grindtegels als ballast op de liggers: klaar. Let op dat wederom een "scheve" oriëntatie is gekozen. De bulk van de modules staat "oost van zuid" gericht, de later bijgeplaatste exemplaren (op de voorgrond eentje zichtbaar) "pal zuid", de Kyocera's heb ik "iets west van zuid" gericht om een klein beetje avondzon extra mee te kunnen pikken (grotendeels vrije horizon in het W.) ...

^^^ Detail voordat het grind werd terug geschoven tussen de frame liggers, over het dakbitumen. Let op de gestippelde zwarte rubberen matjes (isolatie van metalen rail) onder de hoeksteunen. De hellingshoek van de hoeksteunen bedragen net als bij alle andere modules op ons dak 30 graden (fors geëxponeerd dak, dus iets minder steil dan de "optimale 36 graden" in Nederland.

^^^ Twee 40x60 cm. dikke ballast tegels toegevoegd (onderaan iets uitstekend), grind terug, alle kabels weggewerkt, alles opgeruimd, en het dak ziet er weer picobello uit. De Kyocera's (voorgrond) zijn vrijwel vierkant, maar hebben rechthoekige cellen van 6 bij 15 en een halve centimeter (36 cellen per module). Dit i.t.t. de "gebruikelijke" vierkante cellen (10 bij 10 cm.) van de Shell exemplaren op de achtergrond.

^^^ Hele set-up van achteren af (richting ZW fotograferend). De twee nieuwe Kyocera modules bevinden zich in het richting zuid uitstekende daksegment boven het midden, en zijn verder herkenbaar aan de zwarte junction boxes op de achterzijde.

Detail van achterzijde met de twee waterdichte "lasdozen", elk voor een VMVK kabel, met alle verbindingen van de DC-aders. Dozen staan verhoogd op tegels en zijn ter extra fixatie met grind bedekt. In onze situatie een acceptabele oplossing voor een lastig logistiek elektrisch probleem. >>>

^^^ Ook bij Polder PV inmiddels een klein beetje een "zee van blauw", al blijft het natuurlijk byzonder pover allemaal vergeleken met het MWp geweld in de omringende landen met briljante incentive en invoedings-regimes. Doet er niet toe: PPV maakt maximaal gebruik van de beperkte mogelijkheden op deze lokatie (en in de bestaande huur context). En dankt hij diegenen zoals Buro Wilders, die hem daartoe de mogelijkheden geven van harte!

Output/nieuwe hoogtes

Nadat het systeem de voorgaande dag goed aangesloten bleek te zijn maakte ik deze screendump van de aangepaste matrix van de OK485 data manager op onze computer (20 april 2010, 10h57):

^^^ Nieuwste set-up met 100 Wp Kyocera uitbreiding bij Polder PV, 13 OK4 omvormers in de uitleesmatrix die vaak als achtergrond draait als de computer wordt gebruikt. Met rode stippellijnen de grenzen van de inmiddels 5 deelgroepjes in het totale systeem. Omdat de "horizontale" ruimte in de matrix beperkt is tot 12 eenheden, heb ik de twee pal zuid georiënteerde modules met omvormers 11092 en 11118 onder elkaar geplaatst: de onderaan in de donkergroene vensterbalkjes getoonde geaccumuleerde kWh productie (bovenste) resp. actueel AC vermmogen (onderste venstertje) is dus de accumulatie van die twee omvormer/paneel combinaties (gemiddeld op dit moment 64 Watt AC per module/OK4). Helemaal achteraan heb ik de meest recente in het systeem opgenomen omvormer gezet (10746) waaraan de 2 stuks 50 Wp Kyocera's staan gekoppeld. Let op dat de "geaccumuleerde meterstand" van deze slechts eenmaal voor een test gebruikte nieuwe OK4 nog slechts op 0,146 kWh ligt. Dat gaat snel veranderen, zo is de verwachting: twee van de dik tien jaar op een "archaïsche" 93 Wp module aangesloten OK4 omvormers hebben al een accumulatie van een respectabele 771 kWh op hun naam staan...

De totale, automatisch opgetelde waarden van de bovenstaande matrix waren als volgt (op dat moment, totale systeem van 1,336 kWp [STC], AC kWh accumulatie alleen van de huidige in het systeem aanwezige omvormers), momentaan AC vermogen 783 Watt:

Al snel werden met de 2 extra 50 Wp modules natuurlijk fors hogere totale AC vermogens vastgesteld op deze zonnige dag:

^^^ Wat we bij Polder PV ook vaker zullen gaan zien, is een totaal systeem vermogen van over de 1.000 Watt AC wat op bepaalde momenten door alle 13 OK4 omvormers op ons huisnet wordt afgezet. Dit zal met name op zeer zonnige dagen geschieden als het tenminste niet te heet is, want dan wordt de totale output flink onder druk gezet (silicium presteert minder goed bij hoge temperaturen, wij hebben uitsluitend multikristallijne modules, inclusief de nieuwe Kyocera's). Op deze screendump van vandaag (rond half een 's middags, niet eens extreem zonnig, wel afwisselend licht bewolkt en tussen de wolken door schijnende felle zon bij relatief koude lucht temperatuur), van 13h47, is die horde reeds genomen (1.006 Watt AC totaal, detail venstertje links). De twee in serie gekoppelde Kyocera panelen haalden op 1 OK4 toen al 78 Watt AC, nog lang niet op hun "top" (detail venstertje rechts). De Kyocera "eenheid" is met een rode pijlkop aangegeven. Individuele OK4 omvormer output lag op dit moment tussen de 70 (93 Wp Shell module) en 89 Watt (108 Wp Shell module).

Pas bij het 's avonds bestuderen van de logfile van deze mooie dag viel op dat reeds behoorlijk hogere vermogens waren gehaald dan in bovenstaande figuur. Sterker nog, de nieuwe OK4 omvormer die op de 2 stuks 50 Wp Kyocera modules was gekoppeld, bleek het zeer goed te doen, zoals het volgende detail uit de dag logging file laat zien (iets na twee uur 's middags):

^^^ Klein stukje van de dag logging file die de OK4 Manager op 20 april 2010 volautomatisch wegschreef nadat er een nieuwe "search" naar 13 (i.p.v. naar de gebruikelijke 12) OK4 omvormers was gedaan middels de al jaren met veel plezier gebruikte logging software (nogmaals hulde aan Henk Oldenkamp, Ron Hoekstra en andere ontwikkelaars!). Weergegeven zijn de data van alle 13 omvormers (omschrijving in regel 1), die in een 5 minuten interval volautomatisch worden gelogd door de software en het OK485 data interface. In geel heb ik de logging sequentie weergegeven van een "burst" die echter door de eigenaardigheden van dit software protocol (al lang achterhaald en niet meer van toepassing in de veeleisende moderne tijd) duurt van 14h03 tot en met 14h04, omdat alle OK4 omvormers na elkaar worden uitgelezen (en de data worden weggeschreven, een proces wat met 13 omvormers al behoorlijk wat langer dan een minuut duurt). In regel 821, groen omlijnd, staat de nieuwe omvormer (10746) waaraan de 2 in serie gezette 50 Wp Kyocera modules zijn gekoppeld. Nu al een spectaculaire 92 Watt AC vermogen gevend, net als twee omvormers die elk op een 108 Wp Shell (ACN5000E) multikristallijn module, beiden pal zuid georiënteerd zijn gekoppeld. De andere, iets oost van zuid georiënteerde modules/OK4 combinaties halen deze maxima net niet in deze logging "burst" in de vroege middag (eentje, nr. 84027, zit op 91 Watt AC). De 4 stuks 93 Wp modules/OK4 combi's halen slechts uitgangsvermogens van 75 tot 78 Watt in dit korte tijdsbestek. Tot slot: vandaag meteen al een nieuw in de logging file vastgelegd totaal "output [AC] record": helemaal rechts onderaan in het gele veld heb ik een tussentijdse berekening van de totale AC systeem output van dat "moment" gemaakt. Ook al is dat een "verzameling van punten gemeten tussen de tijdstippen 14h03 en 14h04" die op de gelogde momenten een AC output van 1.090 Watt oplevert. Zeker is, op basis van deze ene observatie op de eerste dag van "opgeleverd" uitgebreid systeem, dat het vorige record snel gebroken zal zijn. En dat we mogelijk kortstondige piekjes kunnen gaan verwachten die wellicht iets over de 1.100 Watt AC heen zullen gaan (verwachting: op koude voorjaarsdagen, niet op warme zomerse dagen). Geen enkel probleem natuurlijk, dat is een stofzuiger, maar dan eentje die stroom produceert i.p.v. consumeert...

Ik zou willen besluiten met: op met weer een klein stapje richting het "neggie-wezen". Als de zon een beetje mee wil werken en ik niet te veel tijd spendeer aan Polder PV... Of ik moet nog een 100 Wp paneeltje extra bij gaan scoren. Er is immers nog ruimte voor een allerlaatste exemplaar in de bestaande DC-bekabeling...

* Alles wat op deze pagina staat blijft voor de volledige verantwoording van Polder PV. Het handelen van de webmaster wordt door eigen oordeel bepaald. Daar hoort kritiek bij. Maar daar hoort ook daar waar het hem passend lijkt af en toe een lovend woord bij.

Pagina opgemaakt 20 april 2010.