Omvormer zonnepanelen

Laatst bewerkt op: 03 jan 2024

Een omvormer zet de gelijkstroom van de zonnepanelen om naar wisselstroom. Dat is elektriciteit je kunt gebruiken in je huis en eventueel kunt doorverkopen aan je energieleverancier. De gelijkstroom die je opwekt met zonnepanelen is stroom met een constante stroomrichting. Batterijen en accu’s leveren ook dit soort stroom. Maar gelijkstroom kan niet worden omgezet naar hoogspanning. En dus kun je het niet over grote afstanden vervoeren zonder grote verliezen. Dat kan wel met wisselstroom en dus leveren energiebedrijven ons dit soort stroom via het elektriciteitsnet.

Soorten systemen

Op een enkele zonnecel staat een gelijkspanning van ongeveer zo’n 0.5V. De stroomsterkte over diezelfde cel hangt voor een groot deel af van de zonkracht op dat moment. Voor zonnepanelen wordt vaak gekozen voor een schakeling waarbij het totale paneel ofwel 12V ofwel 24V gelijkspanning levert. Voor autonome systemen is dit vaak goed, aangezien de meeste accu’s en accessoires op 12V werken. Voor netgekoppelde systemen is echter een omvormer (ook wel: inverter) nodig, die ervoor zorgt dat de door u geproduceerde stroom wordt ‘omgewerkt’ naar geschikte netstroom. In dit artikel bespreken we kort welke soorten omvormers er zijn en hoe een omvormer eigenlijk werkt.

Lees ook: 7x aandachtpunten omvormer

Omvormer kopen?

Voor niet-synchrone omvormers (zie paragraaf “welke omvormer kiezen?”) kunt u terecht bij een lokale installateur. Ga hiervoor naar pagina advies.

Omvormer per segment

Voor zonnepanelen heb je een synchrone omvormer nodig

Zonnepanelen met een netgekoppeld PV-systeem hebben een speciale synchrone omvormer nodig. Deze zorgt ervoor dat de door jouw geleverde stroom gelijk loopt met de stroom van het elektriciteitsnet. Alleen op die manier kun je – als je in het bezit bent met een stroommeter die kan teruglopen – de door jou opgewekte energie terugvoeren naar het net. Welke omvormer je moet nemen hangt af van het vermogen van je PV-systeem. Zie ook: omvormer zonnepanelen.

Kies je voor serieel of parallel schakelen?

Bij zonnepanelen heb je de keus om serieel of parallel te schakelen. Het serieel schakelen – waarbij je de zonnepanelen als een soort ‘ketting’ aansluit op de omvormer – is goedkoper en de omvormer kan de stroom makkelijk omzetten naar wisselspanning.

Bij parallel schakelen wordt elk zonnepaneel apart aangesloten op de omvormer. Dit maakt het mogelijk om de opbrengst per zonnepaneel te volgen. En als er iets met een van de zonnepanelen gebeurt – bijvoorbeeld minder opbrengst door schaduw of een defect – dan heeft dat bij parallel schakelen geen nadelige gevolgen voor de andere zonnepanelen.

Omdat parallel schakelen flink duurder is, moet je wel goed afwegen of die extra kosten opwegen tegen de extra voordelen die het biedt.

Serieel of parallel schakelen?

Een omvormer werkt op een vaste spanning, die meestal een meervoud is van 12V. Het is van groot belang dat uw zonnepanelen dusdanig geschakeld zijn, dat de spanning over de gehele schakeling gelijk is aan de spanning die de omvormer ‘vraagt’. Om dit te bewerkstelligen, is vaak een combinatie van serieel en parallel schakelen nodig. Zie onderstaande video voor meer uitleg:

Wisselstroom en gelijkstroom?

Er zijn twee soorten stroom; wisselstroom en gelijkstroom. Gelijkstroom is een stroom met een constante stroomrichting. Gelijkstroom wordt onder andere geleverd door batterijen, accu’s en zonnepanelen. Groot nadeel van gelijkstroom, is dat het niet getransformeerd kan worden naar hoogspanning. Hierdoor kan het niet over grote afstanden vervoerd worden zonder grote verliezen. Wisselstroom daarentegen kan wél getransformeerd worden, zij het met (geringe) verliezen. Wisselstroom is, zoals te zien in de figuur, stroom met een periodiek wisselende stroomrichting.

Om stroom over lange afstanden te vervoeren, loont het de moeite voor een energiebedrijf om de spanning met behulp van een transformator op te voeren tot zo’n 300.000 volt op een frequentie van 50 Hz. Bij een dergelijke spanning kan de stroomsterkte namelijk laag blijven, wat een lager verlies tot gevolg heeft. In diverse stappen (transformatorhuisjes) wordt deze hoogspanning vervolgens weer terug getransformeerd naar stroom met een spanning van 230V. De stroom die we vervolgens het huis ingevoerd krijgen, is een zuivere wisselspanning (AC) van 230V/50Hz.

Soorten omvormers (technisch)

Er zijn twee hoofdsoorten omvormers: de zuivere sinusomvormer en de gemodificeerde sinusomvormer. Het verschil tussen de twee zit hem in de golfvorm van de stroom die geproduceerd wordt. De stroom die we van het elektriciteitsnet kopen, heeft een zuivere sinusvorm (zie de blauwe lijn in onderstaande figuur). Dit is dan ook de golfvorm die geproduceerd wordt door de duurdere zuivere sinusomvormer. De gemodificeerde sinusomvormer produceert een blokgolf (rode lijn) met dezelfde frequentie als de netstroom. Omdat een blokgolf volgens de Fourier-theorie eigenlijk uit een oneindig aantal sinusvormen bestaat, geeft dit in de praktijk vaak geen problemen. Problemen die ontstaan, worden veelal veroorzaakt door de harmonische componenten van de blokgolf (lees: alle niet-grondcomponenten van de Fourier-reeks).

Onderdimensionering

In tegenstelling tot wat velen denken, is het in sommige gevallen goed mogelijk een omvormer te gebruiken met een lager ingangsvermogen dan het piekvermogen van de zonnepanelen. Dit komt omdat het piekvermogen van de zonnepanelen vrijwel nooit bereikt wordt. Onder ideale omstandigheden kunt u er vanuit gaan dat het maximaal bereikte vermogen op ongeveer op 80% van het piekvermogen ligt. Dit komt omdat zonnecellen in de praktijk veel warmer worden dan de laboratoriumcondities, waar de cellen op een comfortabele 25°C gehouden worden. Zie het rendement van zonnepanelen voor informatie over het inverse verband tussen opbrengst en temperatuur. In andere woorden: op een omvormer met een maximaal ingangsvermogen van 1000 watt kan prima een zonnepanelen set van 1250Wp aangesloten worden. Mocht het ingangsvermogen alsnog overschreden worden, dan zal de omvormer de spanning dusdanig terugschakelen dat de zonnepanelen tijdelijk in vermogen dalen. Een omvormer die hiertoe in staat is, noemt men onderdimensioneerbaar.

Welke omvormer kiezen?

Als uw zonnesysteem niet netgekoppeld is, is uw keuze afhankelijk van de apparaten die u van stroom wilt voorzien. Bevat het apparaat een elektromotor, dan is een zuivere sinusvorm praktisch verplicht. Daarnaast geldt voor veel audio-video apparatuur dat een onzuivere golf ruis kan veroorzaken. Voor bijvoorbeeld een laptop maakt het niet uit en is de goedkopere gemodificeerde sinusvorm een prima oplossing. Daarbij moet wel gezegd worden, dat omvormers die een blokvormig signaal afgeven, vaak zoemen vanwege de traploze omzetting. Een zuivere sinusomvormer is in alle gevallen beter, maar de meerwaarde is in veel gevallen laag.

In geval van netgekoppelde PV-systemen, bent u verplicht een zogenaamde speciale synchrone omvormer te gebruiken. Deze zorgt ervoor dat de door u geleverde stroom in fase (lees: de golf loopt gelijk) is met de netstroom. Is dit niet het geval, dan zal uw omvormer ogenblikkelijk stukgaan. Een niet-synchrone omvormer werkt dus niet! Synchrone omvormers zorgen voor een nette zuivere sinus die dus precies aansluit bij de stroom van het elektriciteitsnet. In combinatie met een teruglopende stroommeter kunt u op deze manier de door u geleverde energie terugvoeren en verkopen aan het net. Welke synchrone omvormer u moet nemen, is geheel afhankelijk van het vermogen (in Watt) van uw PV-systeem.

Vrijblijvend advies nodig? Vraag het aan een lokale elektricien.

Vrijblijvend advies nodig?

Wil je je goed laten adviseren door een zonnepanelen installateur? Dan kun je het beste het advies en de prijzen van diverse bedrijven vergelijken. Dit kun je doen door je postcode hieronder in te vullen en vervolgens het formulier. Je ontvangt na goedkeuring meerdere offertes  (geheel vrijblijvend) van lokale specialisten.