In mijn laatste blog in deze serie over zonnepanelen ga ik je meenemen in de wereld van de omvormers. Dit is een essentieel onderdeel van je zonnepaneel installatie.
Als je een offerte ontvangt dan zie je maar al te vaak dat een standaard omvormer zonder alternatieven in de specificatie is opgenomen. Het is mijn ervaring dat leveranciers hier niet erg proactief in zijn. Als ze merken dat de klant er niets over zegt, dan wordt het niet aangekaart en wordt hun een standaard omvormer aangeboden. Als de klant wel een idee over heeft, dan bieden ze dat aan zonder weerwoord of uitleg van de alternatieven. Aan het einde van deze blog geef ik je handvatten om tot de optimale keuze te komen, waarbij je ook rekening houdt met toekomstige ontwikkelingen.
Soorten omvormers
We beginnen met een opsomming van de soorten omvormers, dan beschrijf ik een stukje techniek en tot slot geef ik een keuzehulp, zodat je zelf optimaal geïnformeerd aan de slag kunt.
Er zijn verschillende soorten omvormers.
- Oorspronkelijk had je alleen de eenvoudige String omvormer. Dit is een omvormer waaraan alle zonnepanelen in een rijtje (String in het engels) worden gekoppeld. Bij een groot aantal panelen wordt zo’n String omvormer een groot bakbeest, waarin hoge voltages worden verwerkt. De levensduur van zo’n omvormer is gemiddeld 10-15 jaar.
- Vervolgens werd de micro-omvormer ontwikkeld. Dit is een kleine omvormer die 1-2 panelen kan bedienen en die meestal buiten achter de panelen wordt geplaatst. De omvormer werkt met een veel lagere spanning en gaat veel langer mee, waarschijnlijk even lang als de panelen zelf.
De micro-omvormer is simpel en kent over het algemeen geen eigen monitoring (je kunt het altijd bijkopen). In mijn vorig blog gaf ik al aan dat een micro-omvormer ook veiliger is. Er ontstaat geen hoge spanning met gevaar voor vlambogen en brand.
Bij een grotere zonnepaneel installatie wordt vaak gewerkt met meerdere rijtjes van zonnepanelen (meerdere strings). Je kunt dan per string een eigen omvormer plaatsen. Dit is relatief kostbaar. Producenten hebben voor deze situatie een omvormer ontwikkeld die meerdere strings (elk een eigen MPP-tracker, zie hierna) kan bedienen. Een enkele String omvormer heeft als grote voordeel, naast de lagere kosten, dat alle werking in één apparaat is verzameld waardoor extra mogelijkheden ontstaan. Ten eerste is de monitoring eenvoudiger omdat alle verbruiksinformatie in die ene omvormer beschikbaar is. De leverancier kan vaak, als je dat wil, actief meekijken om problemen te voorkomen. Ten tweede kan de omvormer beter opgenomen worden in een home automation systeem. Sterker nog: de omvormer zal een essentieel onderdeel daarvan worden.
Schaduw: een zijsprongetje
Schaduw heeft een negatieve invloed op de stroomproductie van je zonnepanelen. Ik schreef daar al over in deel 2 van deze serie.
Producenten van zonnepanelen weten dit ook en hebben in de panelen zelf al standaard een techniek ingebouwd (bypass-diode) waarmee schaduw op een deel van het paneel niet het gehele paneel uitschakelt.
Leveranciers van zonnepanelen ontwerpen hun systeem het liefst zo dat panelen die op een bepaald moment van de dag in de schaduw komen te staan op een andere string zitten dan panelen die op dat moment niet in de schaduw staan. Zo worden meerdere strings gebruikt terwijl dat voor het totale vermogen niet nodig was. Producenten van omvormers zijn hierop ingesprongen door meerdere strings op één omvormer te ondersteunen.
Zonnecellen, vermogen en MPP-trackers
Zonnecellen werken met gelijkstroom en staan altijd in serie, dit wil zeggen de stroom die uit één cel komt gaat de volgende cel in en deze voegt wat toe. Deze stroom gaat dan weer naar de volgende cel waar de hoeveelheid stroom weer wat opgehoogd is. Dit is vergelijkbaar met een setje batterijen; elke batterij levert 1,5V, maar 4 batterijen samen leveren 6V en dat is genoeg voor de meeste kleine elektrische apparaten.
Zonnepanelen leveren een veel hogere spanning. Elke zonnecel levert tot maximaal 0,7V (de helft van een batterij), maar er zitten 60 of 72 zonnecellen in een paneel. Dit paneel kan dus tot maximaal 50V leveren. Vervolgens gaan we panelen in serie zetten, bijvoorbeeld 20 stuks, de maximale spanning over die 20 panelen wordt dan 1000 V. Dit maakt je duidelijk dat zelf klussen aan je zonnepanelen terwijl de zon erop staat een gevaarlijk karwei is: niet doen!
Ok, je hebt nu zonnepanelen liggen die 1000 V spanning kunnen leveren. Hoe ga je dat nu inzetten. Stap 1 is die spanning (V) om te zetten in vermogen (V x I), dit wil zeggen er moet daadwerkelijk stroom (I) gaan lopen om een apparaat te laten draaien. Dit is de eerste taak van de omvormer. Zodra de omvormer de stroom laat lopen zakt de spanning van de zonnepanelen. De omvormer zorgt ervoor dat er precies zoveel stroom gaat lopen dat het vermogen van de panelen maximaal is. Voor een 340 Wp paneel wordt het maximale vermogen bereikt bij ca. 36 V (in plaats van het maximale 50 V). Dit wordt Maximum Power Point tracking genoemd, MPP-tracking. Ik kom er zo weer op terug.
Gelijkstroom en wisselstroom
Onze apparaten in huis werken op 230 V wisselstroom. Als we stroom willen terug leveren dat moet dat ook 230 V wisselstroom zijn. Dit is de tweede taak van de omvormer. Het omzetten van de hoge voltage gelijkstroom naar de normale wisselstroom. Deze omzetting kan ruw gebeuren of precies zodat uit de omvormer wisselstroom komt dat mooi synchroon loopt met de stroom van de netbeheerder. Sinds dit jaar moeten alle nieuwe omvormers in Nederland voldoen aan een Europese richtlijn voor stroomgeneratoren. Je leverancier is verplicht een goedgekeurde omvormer in te zetten.
Één fase of drie?
Als je 10 tot 20 panelen hebt, dan kun je meestal af met een één-fase omvormer, dit hangt af van de hoofdzekering van je huis en het vermogen van je panelen. Als je boven die grens uitkomt dan kun je kiezen voor nog een tweede één-fase omvormer of je gaat voor een drie-fase omvormer. Je huis moet dan wel een drie-fase aansluiting hebben, maar die moet je sowieso laten aanleggen bij zoveel panelen.
Een drie-fase omvormer heeft weer het voordeel dat alles vanuit één apparaat geregeld wordt. Ook kunnen drie-fase apparaten direct vanuit de zonnepanelen van stroom voorzien worden. Denk hierbij aan grote kooktoestellen maar vooral aan een laadpaal voor elektrische auto’s. Als deze apparaten stroom vragen, dan nemen ze altijd over alle drie de fasen een zelfde hoeveelheid af. Als je nu maar een één-fase omvormer hebt dan kun je ofwel maar met één fase laden (je verliest dan tweederde van je laadsnelheid), ofwel voor elke hoeveelheid stroom van je zonnepanelen moet je twee derde stroom (over de andere twee fasen) ophalen bij je stroomleverancier. Mensen die 100% op zonnestroom willen rijden vinden dit niet fijn.
Zonnepanelen en batterijen
Op dit moment heeft nog vrijwel niemand een batterij om thuis stroom op te slaan. Ik verwacht dat dit binnen een paar jaar zal veranderen, zodra de salderingsregeling wordt afgebouwd en de prijs van accu's, zoals velen verwachten, een stuk omlaag zal gaan. Dit is een derde taak die de omvormer kan uitvoeren: je batterijen opladen wanneer er stroomoverschot van je zonnepanelen beschikbaar is. Dus als je nu een omvormer gaat kopen is dit al wel relevant, want zo’n omvormer gaat zeker 10 jaar mee.
Kies je omvormer
Het is niet eenvoudig je ideale omvormer te kiezen. Ik probeer hier door middel van enkele vragen je tot een optimale keuze te laten komen. Op basis van deze vragen kun je ook in gesprek gaan met je leverancier. Zoals al eerder gezegd komen de meeste leveranciers niet spontaan met alle relevante opties.
Heb je een beperkt aantal zonnepanelen zonder schaduw en ben je vooral geïnteresseerd in de laagste investeringskosten?
Kies een eenvoudige String omvormer met een enkele MPP-tracker.
Heb je een gemiddeld aantal zonnepanelen welke deels een gedeelte van de dag in de schaduw staan?
Kies een eenvoudige String omvormer met meerdere MPP-trackers.
Ben je bezorgd over de brandveiligheid of wil je zo min mogelijk sores met onderhoud?
Kies een systeem met meerdere micro-omvormers.
Wil je al in de toekomst kijken en lijkt een batterij een voor de hand liggende uitbreiding later?
Kies een intelligente String omvormer met de batterij oplaad module.
Wil je veel panelen leggen (of heb je ze al en heb je een nieuwe omvormer nodig)?
Kies een intelligente String omvormer met de batterij oplaad module.
Wil je veel panelen leggen en heb je een laadpaal aan huis?
Neem een drie-fase String omvormer met de batterij oplaad module.
Tot slot
Dit is de laatste blog in de serie over zonnepanelen. De blogs willen je helpen bij het kiezen van de juiste zonnepanelen en de leverancier ervan. Soms was een technische uitleg nodig, maar ik heb geprobeerd de informatie zo toegankelijk mogelijk te maken. Vanzelfsprekend zijn we altijd bereikbaar voor aanvullende vragen.
