Welke omvormer heeft u nodig voor uw platdakzonnesysteem?

Bij het plannen van een fotovoltaïsch (PV) systeem voor platte daken kan de keuze van de juiste omvormergrootte een aanzienlijke impact hebben op zowel de efficiëntie als de totale kosten van uw systeem. In deze blogpost worden de belangrijkste factoren besproken bij het kiezen van een omvormer voor zonne-energiesystemen op platte daken . Het benadrukt ook de verschillen in omvormergrootte tussen conventionele gekantelde PV-systemen en verticale fotovoltaïsche (VPV) systemen.

Aansluiting van de omvormer op een zonnedak – nadat de juiste omvormer is gekozen

Moet ik de omvormer groter maken?

Veel installateurs en ontwerpers van zonnepanelen zijn van mening dat de veiligste aanpak voor het bepalen van de juiste omvormergrootte is om een omvormer te kiezen met een vermogen dat iets hoger is dan het totale vermogen van het zonnesysteem. Lijkt een veilige keuze, toch? Een professionele zonne-planner weet echter hoe hij de omvormer ‘kleiner’ kan maken en zo het optimale compromis kan vinden.

Waarom moet de omvormer te klein zijn?

1. Prijs- en omvangcorrelatie

De prijs van een omvormer hangt meestal rechtstreeks af van de grootte ervan. Grotere omvormers met een hoger vermogen zijn duurder. Een gerichte minimalisatie van de omvormergrootte – zonder noemenswaardig opbrengstverlies – kan daarom tot aanzienlijke kostenbesparingen leiden.

2. Temperatuureffecten

Als u eigenaar bent van een zonnesysteem met een nominaal vermogen van 10 kWp, wordt er dan verwacht dat het gedurende de gehele levensduur 10 kW aan vermogen produceert? Waarschijnlijk niet. Zelfs bij optimaal uitgelijnde zonnepanelen leidt het temperatuureffect tot prestatievermindering als de zonnestralen direct en loodrecht op het oppervlak van de module vallen. De bedrijfstemperatuur van de zonnepanelen zal waarschijnlijk aanzienlijk hoger liggen dan de 25 °C die voor de evaluatie van de modules wordt gebruikt. In direct zonlicht is het uitgangsvermogen daardoor ongeveer 80–90% lager. Daarom zal het 10 kWp-systeem waarschijnlijk niet meer dan 8 of 9 kWp produceren wanneer de zon rechtstreeks (verticaal) op de modules schijnt.

3. Piekprestaties en paneeluitlijning

In de praktijk staan bij conventionele platte daksystemen (vaak met een hellingshoek van 10°) en VPV-systemen de modules tijdens de felste zonne-uren nooit loodrecht op de zon. Dit betekent dat het theoretisch maximale vermogen nooit bereikt wordt.

4. Omvormer efficiëntiecurven

Een conventionele omvormer voor zonnepanelen werkt het meest efficiënt bij ongeveer 40–60% van het nominale vermogen. Het rendement daalt echter zeer snel wanneer het zonnepaneelvermogen minder dan 10% van het nominale vermogen bedraagt. Om de prestaties van het zonnesysteem te maximaliseren, moet u de omvormer daarom niet op het laagste vermogen laten draaien. Hoe groter de gekozen omvormer, hoe vaker deze in het lage vermogensbereik zal werken. Dit is een vierde reden om de omvormer te klein te dimensioneren.

Een typische efficiëntiecurve bereikt haar piek rond 40% van het nominale vermogen (Figuur aangepast van een toonaangevende omvormerfabrikant door Over Easy Solar)

Wat gebeurt er als het vermogen van de zonnepanelen de capaciteit van de omvormer overtreft?

De piekproductie vindt slechts enkele uren per jaar plaats. Nu we weten dat het rendement van een omvormer laag is bij lage vermogensverhoudingen, kunnen we concluderen dat het optimaal is om een omvormer te kiezen die kleiner is dan het theoretische maximale modulevermogen. Om piekproductie op de beste dagen van het jaar te vermijden, loont het om de omvormer te klein te dimensioneren. De algehele efficiëntie van de omvormer is dan namelijk beter.

Wat gebeurt er als uw omvormer kleiner is dan het piekpotentieel van uw zonnesysteem? Maak je geen zorgen, het zal niet ontploffen. Het betekent eenvoudigweg dat de omvormer de pieken in de zonne-energieproductie ‘afsnijdt’. Met andere woorden: alle overtollige energie die de capaciteit van het net overschrijdt, wordt afgesloten. Zie het onderstaande voorbeeld.

Met een ideaal gedimensioneerde omvormer “knip” je de pieken af op de beste dagen van het jaar. De verloren energie bij dit gesimuleerde 5 kWp-systeem wordt gecompenseerd door een hogere omvormerefficiëntie op momenten met lage stralingsintensiteit, zoals in de winter en op bewolkte dagen.

Wil je dat ik het aanpas voor gebruik in een grafiekbijschrift of presentatie?

Als u bekend bent met hulpmiddelen als PVSyst of PV*Sol, weet u waarschijnlijk hoe u kunt experimenteren met omvormers van verschillende groottes om de impact ervan op de systeemprestaties te testen. Kiezen voor een omvormer die slechts 0,5–1,5% van het totale jaarlijkse energieverbruik van uw systeem verbruikt, is vaak een slim compromis. Hiermee houdt u de kosten laag zonder dat dit significante gevolgen heeft voor de algehele prestaties.

Een typische maatstaf voor het bepalen van de grootte van een omvormer is de “DC-AC-verhouding”. Dit is het systeemvermogen gedeeld door de grootte van de omvormer. Een DC-AC-verhouding van 1,5 betekent dat het vermogen van het PV-systeem (kWp) 50% groter is dan het vermogen van de omvormer in kW. Door de DC-AC-verhouding uit te zetten tegen het energieverlies als gevolg van de keuze voor een kleinere omvormer in een omvormer-clippingdiagram, kunt u de impact van de omvormergrootte op een bepaald systeem illustreren. Sommige zonnepaneelinstallateurs spreken liever over de AC-DC-verhouding in procenten; een DC-AC-verhouding van 1,5 komt overeen met een AC-DC-verhouding van 67%.

Diagrammen van omvormerclipping waarin twee verschillende oriëntaties van PV-systemen worden vergeleken met een conventioneel systeem op twee verschillende locaties.

Optimale omvormerdimensionering voor conventionele en VPV-systemen op platte daken

Wij hopen dat dit artikel u heeft geholpen te begrijpen waarom omvormers voor zonnesystemen voor platte daken altijd te klein moeten zijn, ongeacht of het conventionele 10-graden oost-westsystemen, 15-graden zuidsystemen of verticale zonnesystemen betreft.

De volgende tabel bevat enkele aanbevelingen van onze PV-technici voor het bepalen van de omvormerdimensionering voor verschillende systemen en locaties, gebaseerd op onze metingen en simulaties in PV*Sol en PVSyst. Zoals u ziet zijn de bereiken behoorlijk groot, maar binnen dit bereik variëren de werkelijke prestaties en de specifieke opbrengst van het zonnesysteem met minder dan 1%. Het kan lonend zijn voor de klant om te kiezen voor de kleinst mogelijke omvormer. Zo bespaart u op de kosten van de omvormer en krijgt u een beter totaalrendement op uw investering in het systeem.

Locatie	Systeemtype	DC-naar-AC-verhouding	AC-DC-verhouding
Oslo, Noorwegen	10° helling OW	1.2-1.6	62-83%
Oslo, Noorwegen	VPV	1.2-1.6	62-83%
Berlijn, Duitsland	10° helling OW	1.1-1.5	67-91%
Berlijn, Duitsland	VPV	1.2-1.6	62-83%
Madrid, Spanje	10° helling OW	0,9-1,3	77-111%
Madrid, Spanje	VPV	1,0-1,4	72-100%

Partners van Over Easy Solar ontvangen altijd direct vanuit onze VPV Planner-software een aanbeveling voor de minimale omvormergrootte.

Lees meer over ons partnerprogramma.