Energiebalans: de zonnepanelen

Hier komen de zonnepanelen aan bod. Het Duurzaam Jacht is zoveel mogelijk voorzien van zonnepanelen. Met Aquasolar zijn de opties doorgenomen, en vanwege het beperkte oppervlak is telkens gekozen voor panelen met het meeste vermogen per oppervlak. Als ‘biminitop’ boven de kuip is gekozen voor Sanyo panelen. Samen meten ze 4,5 m2 oppervlakte. Het zijn panelen met de zogenaamde monokristallijne uitvoering, vanwege de hoge opbrengst.

Ook het kajuitdek is zoveel mogelijk bedekt met panelen. Deze polykristallijne panelen zijn beloopbaar en liggen vlak op de kajuit. Een zonnepaneel moet normaal gesproken goed kunnen koelen en daarom moet de onderkant vrij blijven. In deze panelen zijn echter extra cellen toegepast, waardoor er bijna geen warmte aan de onderkant wordt afgegeven. Deze constructie gaat wel ten koste van de efficiency. Ze leveren per m2 zo’n 70% van wat de panelen boven de kuip leveren. De beloopbare panelen hebben een totaal van 3,6 m2 oppervlakte.

Tenslotte zijn er de zonnepanelen langs de ramen. Deze worden handgemaakt, omdat het raam een verlopende hoogte heeft. Aquasolar biedt ook het alternatief om de zonnepanelen in het glas te verwerken, maar dergelijk maatwerk wordt erg duur en dat past niet in het Duurzaam Jacht project, met het credo ‘Iedereen duurzaam varen’.  Daarom kozen we ervoor om hier een doe het zelf project ervan te maken. We maken deze twee vierkante meter zonnepanelen in een doehetzelf cursus.

Conservatief ramen

Als de zon in zijn volle kracht min of meer haaks op de panelen zou schijnen, levert dat ruim 1,2 kWatt op. In 6 uur per dag zou dat genoeg zijn om een gezin in een gemiddeld huis van stroom te voorzien. Echter, die piekvermogens halen zonnepalen bijna nooit. Er zijn veel omstandigheden waarin de panelen minder leveren.

Ten eerste, de zon schijnt niet continu. In de zomer schijnt de zon in Nederland 6 uur per dag (zie http://www.zonuren.nl/nederland.html). In de kustgebieden, waar gezeild wordt, is het aantal bijna 7 uur, maar we houden het conservatief. In de energiebalans gaan we uit van 5 uur per zeildag, en maar 4 uur als de boot onbemand in de haven ligt. We rekenen wel 6 uur voor een havendag als de bemanning aan boord is en men invloed kan hebben op de stand van de boot ten opzichte van de zon. Bijvoorbeeld door het schip bij aankomst onder een voordelige stand neer te leggen zodat de zon er goed op schijnt.

We ramen ten eerste zo conservatief omdat de zon niet in een te vlakke hoek op het paneel mag schijnen om serieus op te brengen. Echt effectief wordt het als de zon een hoek maakt van 35 graden. De uren zijn dus in mindering gebracht, omdat dit de ochtend- of avondzon is.

In de ochtend en avond heeft de zon het meeste last van de bewolking, door de stand die de zon dan heeft. Maar ook rond de middag zal er bewolking zijn. We gaan hier uit van 1/3 van de tijd en trekken daarom 30% af van de effectiviteit.

Een andere nadelige omstandigheid is dat de zon niet altijd op de panelen schijnt. Zij kunnen namelijk in de schaduw van de zeilen of andere onderdelen van het tuig van het schip liggen. Een beetje schaduw maakt de panelen flink minder effectief. De schaduw van een giek of mast op de bimini-panelen, geeft een reductie van in ieder geval 20%. Dit kan oplopen tot 50 a 80%, als bijvoorbeeld mast en giek, een vlag, en een zonnende persoon aan boord gezamenlijk, een serieuze schaduw maken.

In de energiebalans is daarom van het meest conservatieve getal uitgegaan, wat resulteert in een 30% effectiviteit. Het levert het volgende stukje tabel op in de Energiebalans.

De zonnepanelen die langs het raam in de romp staan, zijn voor maar 3 uur ingeschaald, want de zon schijnt alleen dan onder een voldoende effectieve hoek. Nadeel is dat de ochtend- en avondzon zwakker is, maar het voordeel is dat het zonlicht ook via het water weerkaatst en de panelen bereikt. De panelen krijgen de lage zon dus bij wijze van spreken twee keer. Dit voor- en nadeel strepen we tegen elkaar weg.

De zonnepanelen vormen een serieuze energiebron. In zonnige tijden waarschijnlijk de beste van de drie. Maar als er geen zon is en het weer betrokken, waait het doorgaans en dan zullen we blij zijn met de windmolens en onder het zeilen met de schroeven.