De omvormers die we voeren

De omvormer zorgt dat de energie die vanaf de zonnepanelen komt (gelijkstroom), wordt omgezet naar stroom die we in ons energienet gebruiken (wisselstroom). Hiervoor zijn verschillende technologieën beschikbaar, die we in drie categorieën kunnen indelen:

• De String omvormer
• Power optimizers
• Micro omvormers

Indien u enigszins op de hoogte bent van deze technologieën, kan het zijn dat u verschillende verhalen te horen krijgt die verwarrend kunnen zijn. Dat komt omdat vertegenwoordigers proberen aan te geven waarom hun technologie de beste is. Zoals altijd als er meerdere alternatieven zijn, heeft iedere oplossing zijn voor- en nadelen.

Robisol voert alle drie de technologieën zodat we u een objectief en passend advies kunnen geven. Graag geven we allereerst een korte uitleg over elektrotechniek en zonne-energie.

 

Basisbegrippen in de elektrotechniek

Het zonnepaneel levert een eenvoudige vorm van energie die loopt van de plus naar min. Dit noemen we gelijkstroom. Een batterij of een autoaccu werkt hetzelfde; je hebt een pluspool en een minpool. Ieder apparaat dat je er op aansluit wordt vanuit de pluspool gevoed en via de minpool wordt de stroomkring gesloten. Zonder gesloten stroomkring loopt er geen stroom. Daarom geeft een plus of min kabel individueel geen prik. 

Volt is de spanning. Dit is de hoeveelheid energie per eenheid. Misschien het handigste te vergelijken met de hoeveelheid luchtdruk die je in een gasfles kunt stoppen. Met 200 bar heb je 200 keer zoveel lucht per eenheid als met 1 bar. Met 200 Volt heb je 200 keer zoveel energie per eenheid als met 1 Volt.

Ampère is de stroom. Dit is dus daadwerkelijk de verplaatsing van het elektron door de kabel. Wellicht het gemakkelijkst te vergelijken met water dat door een rivier stroomt. Met 100 Ampère verplaatsen er 100 keer zoveel elektronen door de kabel als met 1 Ampère.

Watt is vermogen. Dit is de hoeveelheid energie die daadwerkelijk aankomt. Als je 200 gasflessen van 1 bar verplaatst of 1 gasfles van 200 bar verplaatst; in beide gevallen heb je evenveel energie verplaatst.

De hoeveelheid moeite die je moet doen om 200 gasflessen te verplaatsen is echter veel groter. Als we dat vertalen naar de elektrotechniek is 200 Volt geen enkel probleem, maar 200 Ampère is ontzettend veel. Daarvoor heb je dikke kabels nodig en heb je altijd stroomverlies door weerstand in de kabels. Weestand kunt u vergelijken met de stromende rivier waarbij het water wordt vertraagd door kades, versmallingen en bochten. De weerstand wordt ook wel de impedantie genoemd en uitgedrukt in Ohms (Ω). Bij het controleren of meten van systemen wordt vaak gerefereert aan de weerstand. Als verbindingen overal goed tot stand zijn gebracht, is de weerstand relattief laag.

Omdat je met hoge spanning gemakkelijjker meer energie kunt verplaatsen, hebben we voor het distribueren van energie hoogspanningsmasten. Maar ook dat is nog niet voldoende. In ons energienet willen we op ieder punt in de stroomkring energie kunnen inbrengen en afnemen. Daarbij is het de kunst dat we zo min mogelijk energie verplaatsen. Wisselstroom kunt u het beste vergelijken met een lange baan die vol ligt met ballen. Als ik aan het begin van de baan een bal toevoeg kan deze er aan het eind van de baan weer af worden gehaald zonder dat ik de bal daadwerkelijk naar het einde van de baan heb verplaatst. In ons energienet creëren we dit door continue de stroomrichting te veranderen. Alle balletjes gaan van links naar rechts en je kunt willekeurig stroom afnemen en toevoegen zonder dat je daadwerkelijk alle balletjes moet verplaatsen.

De stroom die we in huis gebruiken heeft een vaste spanning van 230V. Op basis daarvan weet je dus precies hoeveel stroom (Ampère) er door een kabel moet lopen om een hoeveelheid energie (Watt) te verplaatsen. Een veelgebruikt rekensommetje is bijvoorbeeld dat u op een zekering van 16A, maximaal een vermogen van (230V x 16A =) 3.680 W kunt aansluiten.

 

Bergippen in de solarmarkt

Het vermogen van zonnepanelen, worden deze aangeduid in Wattpiek (Wp). Dit is het maximaal vermogen dat het zonnepaneel levert bij een zoninstraling van 1.000 W/m² en een temperatuur van 25°C. Dit is een internationale afspraak en alle zonnepanelen worden individueel getest om te controleren of ze daadwerkelijk het vermogen leveren dat wordt beloofd.

Soms wordt vermogen verward met Kilowattuur (kWh). Een kilowattuur is de hoeveelheid energie. Als u een machine met een vermogen van 1.000 W één uur laat werken, heeft u 1 kWh verbruikt. Als zonnepanelen één uur lang 1.000 W leveren. Heeft u 1kWh geproduceerd. Voor u als klant wordt door een PV-Installateur vaak gekeken naar de hoeveelheid energie die u op jaarbasis verbruikt; dat ligt voor een gemiddeld gezin rond de 3.500kWh. Met een warmtepomp hebben we de vuistregel dat u nogmaals 3.500kWh verbruikt, en als u elektrisch rijdt (+/- 15.000 km) ligt uw jaarverbruik nogmaals 3.500 kWh hoger.

 

Rendementsverwachtingen

Het vermogen aan zonnepanelen wordt op uw verbruik afgestemd. Dit komt omdat u mag salderen. Dit houdt in dat u de hoeveelheid energie die u op jaarbasis produceert, mag verrekenen met de hoeveelheid energie die u op jaarbasis verbruikt. Als dit exact gelijk is, hoeft u dus niets te betalen en krijgt u ook niets terug. Normaal gesproken betaald u tussen de € 0,20 en € 0,25 voor de stroom die u verbruikt. Een besparing voor dit tarief is met een investering in zonnestroom prima terug te verdienen. Als u meer produceert dan u verbruikt, ligt uw terugleververgoeding normaal gesproken tussen de € 0,04 en € 0,08. Dit is erg laag. Omdat de extra investering in extra vermogen ook minder duur is, hoeft dit u niet tegen te houden. Maar de optimale terugverdientijd ligt normaal gesproken op een vermogen dat ongeveer evenveel produceert als u verbruikt.

Als u verschillende PV-installateurs met elkaar vergelijkt, is het verstandig om aanbiedingen te vergelijken op basis van Wattpiek (Wp). Op het moment dat installateurs een kilowattuur (kWh) berekening maken, gaat het om de verwachte hoeveelheid energie die u op jaarbasis produceert. Daarin wordt rekening gehouden met locatie en oriëntatie, maar effecten zoals schaduw en kabelverliezen worden door de installateur beïnvloed en het ene rekenmodel gaat ook uit van meer zonuren dan het andere. Berekeningen die met de software van een omvormerfabrikant zijn gemaakt, zijn bijvoorbeeld minder objectief dan software waarmee alle soorten omvormers kunnen worden doorgerekend. Wij raden u daarom aan om bij een dergelijk vergelijk altijd uit te gaan van vermogen (Wp).

Bij Robisol maken we desgewenst een PV Sol berekening voor u. Hierin kunnen verschillende omvormers en aansluitingen objectief met elkaar worden vergeleken. Standaard gaan we uit van de hoeveelheid vermogen in Wattpiek (Wp). Met een enigszins zuid georiënteerde opstelling, mag u er vanuit gaan dat in Nederland de vuistregel geldt dat de omrekenfactor rond de 0,85 ligt. Dus met 1.000 Wp aan vermogen, produceert u ongeveer 850 kWh per jaar. U heeft dus ongeveer 4.100 Wp aan vermogen nodig om op jaarbasis 3.500 kWh aan energie te produceren.

Daarbij is het kloppend dat u met een dunne film paneel of een installatie met poweroptimizers of micro-omvormers (mits correct aangesloten) vaak iets gunstiger uitkomt. Dit is afhankelijk van uw opstelling en de aanwezige schaduwwerking. Het is vrij reëel dat u bijvoorbeeld 15% extra betaalt voor 5% meer energie en dat u bij veel schaduw ongeveer 10 à 15 procent meer energie opwerkt. Dat is op zich een prima voorstel, maar als u de ruimte heeft, is het over het algemeen gunstiger om de meerkosten te investeren in extra vermogen. Het is bijvoorbeeld vrij reëel dat u voor 15% meer investering ongeveer 25% meer vermogen installeert.

 

De werking van een zonnepanelen

Om het plaatje compleet te maken, gaan we kort in op de wijze waarop een zonnepaneel energie produceert en de wijze waarop deze kan worden aangesloten.

Een zonnecel levert een lage spanning van ongeveer 0,5V. Dat is heel erg laag. Als je daar een apparaat op wilt aansluiten heb je veel stroom nodig en dus ook hele dikke kabels nodig om de energie te verplaatsen. In ieder zonnepaneel worden de cellen daarom in serie geschakeld. Dat betekend dat de plus op de min wordt doorverbonden en zo levert een zonnepaneel met 60 cellen een spanning van ongeveer 30 Volt. Als je in serie schakelt blijft de stroomsterkte (Ampère) gelijk; bij een zonnepaneel ligt deze op ongeveer 10A.

Als je meerdere zonnepanelen aansluit kan je ervoor kiezen om in serie te schakelen of parallel te schakelen. Bij het in serie schakelen van zonnepanelen wordt de plus op de minkabel doorverbonden. Daarbij neemt de spanning (Volt) toe en blijft de stroom (Ampère) gelijk. Omdat je met een gelijkblijvende stroom, meer energie verplaatst is dit gunstig voor je kabelverliezen. Dit kan je natuurlijk niet oneindig blijven doen, want elektrotechnische componenten kunnen kapot gaan als de spanning te hoog wordt. Maar met 10 panelen in serie zit je pas op 300V, dus over het algemeen wordt dit vrij vaak gedaan. Zonnepanelen die in serie zijn geschakeld wordt ook wel een string genoemd.  

Bij parallel schakelen wordt in de basis een splitter toegepast aan zowel de plus als aan de minzijde. De stroom loopt dan tegelijkertijd door paneel 1 en 2. Niet de spanning (Volt) maar de stroomsterkte (Ampère) neemt nu toe. Als je een splitter zou maken met 10 zonnepanelen parallel blijft je spanning op 30V en neemt je stroomsterkte toe naar 100A. Dit is echter een zeer hoge stroomsterkte waarbij je dikke kabels nodig hebt om een hoeveelheid energie te verplaatsen.

Op de pagina's String omvormer, Power optimizers en Micro-omvormers geven we u een nadere toelichting op de keuze die u heeft voor het aansluiten van uw PV-installatie.