Er zijn in de markt veel verschillende omvormers verkrijgbaar. Hierdoor is het lastig te beoordelen welke omvormer nou goed is en in welke omvormer je in bepaalde situaties toepast. We proberen hier in het kort de verschillende type omvormers te omschrijven.
Zonnepanelen leveren gelijkstroom. Deze gelijkstroom is niet in ons huishouden te gebruiken, omdat wij met al onze apparatuur op wisselstroom werkt. De omvormer wordt dus gebruikt om de gelijkstroom om te zetten naar een wisselstroom van 230 Volt.
Iedere omvormer beschikt over een MPP-tracker. De MPP-tracker (Maximum Power Point) is een functionaliteit van de omvormer die voortdurend zoekt naar de combinatie stroom en spanning warabij het hoogste rendement wordt gehaald. Een omvormer beschikt altijd over één of meerdere MPP-trackers.
String omvormer
Dit is het meest (tot nu toe) gebruikte type omvormer die er toegepast wordt. Het is ook de goedkoopste optie om toe te passen. Op een stringomvormer worden één of meerdere string (serieschakeling van zonnepanelen) aangesloten.
Een string omvormer is alleen erg gevoelig voor schaduwvorming. Misschien kent u nog het principe van de kerstboomverlichting, wanneer 1 lampje kapot is doet de rest het ook niet meer. Dit geldt ook voor zonnepanelen. Wanneer u schaduwvorming krijgt op 1 zonnepaneel dan zakt het rendement in alle zonnepanelen.
Dit kan deels beperkt worden door het gebruik van een omvormer met twee MPP-trackers, waarbij er twee series worden gemaakt en zo niet alle panelen negatief beinvloedt worden. Komen er daarbij teveel zonnepanelen in de schaduw dan zakt de stringspanning onder het minimum wat de omvormer nodig heeft om efficient te kunnen werken. het is daarbij dus belangrijk om te kijken naar een omvormer met een zo'n laag mogelijke inkomende spanning.
Bij een string omvormer kunt u alleen totaalopbrengsten zien, dus het is niet mogelijk om per paneel te monitoren. Hierdoor zijn problemen minder snel naar voren te halen.
Optimizersysteem
Het systeem zorgt ervoor dat zonnepanelen binnen dezelfde string niet meer van elkaar afhankelijk zijn. Dit omdat ieder paneel dat wordt geïnstalleerd wordt voorzien van een power optimizer. De optimizer neemt de functie over van de junction box van het paneel waardoor MPP tracking per module mogelijk wordt en waarmee tevens de mogelijkheid ontstaat om het systeem op moduleniveau te monitoren. Bovendien zorgen de optimizers ervoor dat de omvormer altijd een vaste stringspanning ontvangt (fixed string voltage principe). Hieronder leggen we deze principes verder uit.
Werking SolarEdge systeem met schaduwvorming
In het volgende voorbeeld gaan we ervan uit dat 1 paneel in de schaduw ligt en om die reden maar 40W vermogen levert. De andere 9 modules liggen niet in de schaduw en produceren nog steeds 200W vermogen. De optimizer van het paneel dat in de schaduw ligt, zorgt ervoor dat de module toch op zijn MPP punt kan werken ondanks dat het punt door de schaduw lager komt te liggen. Ervan uitgaande dat Vmpp = 28V, zal de stroom van dat paneel 40W/28V = 1.43A zijn. Het totale vermogen van de string is nu 9x200W+40W = 1840W. De SolarEdge omvormer heeft nog steeds dezelfde ingangsspanning van 350V nodig, waardoor de ingangsstroom van de SolarEdge omvormer nu 1840W/350V = 5.26A moet zijn. Om die reden zullen de SolarEdge optimizers van de 9 panelen die niet in de schaduw liggen, een output spanning hebben van 200W/5.26A = 38V.
De SolarEdge optimizer van het paneel dat in de schaduw ligt, zal daarentegen een uitgangsspanning hebben van 40W/5.26A = 7.6V. De ingangsspanning van de omvormer is nu dus 9x38V+7.6V = 349,6V (=350V).
Optimizer omvormers werken dus te allen tijde met een vaste ingangsspanning. Voor enkelfase omvormers is dat 350V en voor 3-fasen omvormers is dat 750V. De power optimizers zorgen ervoor dat de omvormer deze spanning krijgt. Op die manier zal de omvormer altijd werken op een voltage welke zorgt voor een optimale DC / AC omzetting, onafhankelijk van stringlengte, schaduw of andere omgevingsfactoren.
Naast dat schaduwproblemen "deels" opgelost worden is het systeem wel veel veiliger. Zo gauw als de spanning van de omvormer wordt gehaald is er een maximum spanning van +/- 35V gelijkstroom aanwezig. Dit is voor onderhoud en brandweerlieden veiliger.
