Het Sungevity blog

Zonne-experts aan het woord.

Terug naar overzicht Tech & gadgets

Jasper Legt Uit: Omvormers

Het is natuurlijk ontzettend tof, zo’n rij zonnepanelen op je dak. Je hebt je eigen lokale energiefabriekje. Maar hoe zit een zonnesysteem nu precies in elkaar? En hoe produceert het elektriciteit? Onze in-house natuurkundeleraar en Project Manager Customer Care Jasper legt ‘t uit. Deze keer: dat mysterieuze kastje, oftewel de omvormer.

Wat is een omvormer?
Een zonnesysteem bestaat uit meer dan alleen zonnepanelen. Zo bestaat het bijvoorbeeld ook uit een omvormer. En de omvormer is misschien wel net zo belangrijk als de panelen! Jasper: ‘Wat een omvormer doet is eigenlijk heel simpel: deze zorgt ervoor dat de gelijkspanning die je zonnepanelen opwekken om wordt gezet in wisselspanning. Hierdoor kun je de energie gebruiken in je eigen huis en terugleveren aan het Nederlandse elektriciteitsnet . Dit werkt namelijk op 230 V wisselspanning. Deze wisselspanning loopt ook door de bekabeling in je huis. Match je de netspanning niet, dan ontregel je je hele elektriciteitssysteem eigenlijk.’ De omvormer zorgt er dus voor dat jouw zonnesysteem aangesloten kan worden op het net.

Gelijkspanning vs wisselspanning
Hoe zat het ook alweer met het verschil tussen gelijk- en wisselspanning? Jasper: ‘Als je naar deze grafiek kijkt (figuur 1), dan zie je dat er bij gelijkspanning (DC) de hele tijd dezelfde spanning is. Wisselspanning (AC) wisselt steeds van positief naar negatief en weer terug.’ In principe werken bijna al onze apparaten op gelijkspanning: ‘denk maar aan de oplader van je laptop, daar zit ook een klein kastje in, en dat is een transformator. Die zorgt ervoor dat de wisselspanning die binnenkomt vanuit het net netjes om wordt gezet in gelijkspanning.’ Toch werkt ons elektriciteitsnet op wisselspanning. Hier zijn redenen voor: ‘Ten eerste is wisselspanning veiliger dan gelijkspanning. Denk bijvoorbeeld aan de volgende situatie: je hebt kortsluiting en er ontstaat een vonk. Als die vonk de hele tijd aangewakkerd wordt door dezelfde spanning wordt hij steeds groter. Dat gebeurt als je gelijkspanning hebt. Bij wisselspanning klapt de spanning steeds van positief naar negatief en kan de vonk nooit groot worden. Ten tweede zijn transport verliezen kleiner bij wisselspanning. Alle transportkabels zijn wisselspanning en dat heeft er puur mee te maken dat je daar een paar procent transport winst mee kan maken vergeleken met gelijkspanning. En een paar procent van alle energie is natuurlijk een hoop’, aldus Jasper.


Figuur 1: Gelijk- vs wisselspanning. Bron: Gogreensolar.com

Wat zit er allemaal in een omvormer?
‘Een omvormer is een kastje en daarin zit een hoop elektronica die gelijkspanning om kan zetten in wisselspanning. Al onze omvormers zijn TL, dat betekent transformerless. Er zitten dus niet meer twee van die hele grote spoelen in die tegenover elkaar staan, waar je normaal gelijkspanning mee omzet in wisselspanning. Onze omvormers zijn helemaal op basis van elektronica, dus filters die stroom wel of niet doorlaten. Deze filters zorgen ervoor dat de stroom eerst afgetopt wordt in een hoekige vorm. Deze vorm wordt vervolgens met condensatoren weer gladgestreken en meer van dat soort zaken. Een omvormer is best wel een complex apparaat, dat zie je ook wel als je zo’n ding opentrekt, dan zie je een heel vol circuit board.’    

Over/onderdimensioneren
Heb je het over zonnepanelen en omvormers, dan heb je het al snel over over/onderdimensioneren, best een technische term. Jasper: ‘Normaliter heb je het over het overdimensioneren van de panelen ten opzichte van de omvormer. Maar je kunt ook zeggen onderdimensioneren van omvormer ten opzichte van de panelen. Wat bedoelen we daar nu mee? Wat we letterlijk zeggen is: als we panelen hebben à 6000 Wattpiek (Wp) dan kiezen we niet een omvormer van ook 6000 Wp, maar bijvoorbeeld van 5000 Wp. In dit geval zijn we dus aan het overdimensioneren van de panelen. 6000 Wp gedeeld door 5000 Wp geeft in dit geval dus een overdimensionering van 120%.’

Het overdimensioneren van zonnepanelen ten opzichte van de omvormer is handig voor een handvol redenen. Jasper: ‘Wat blijkt, als je een kleinere omvormer kiest, dan start de omvormer eerder op en gaat hij later uit. Als je kijkt naar de grafiek van de opbrengst van je zonnepanelen over een dag zie je als het goed is een mooie curve. Ik heb dat hier getekend (figuur 2): plaats je een 6000 Wp omvormer bij een set panelen van ook 6000 Wp, dan volgt de curve van de opbrengst van het systeem de curve van de opbrengst van de panelen (blauwe lijn). Als je een kleinere omvormer, van zeg 5000 Wp, plaatst, dan start deze dus eerder op en gaat later uit. Op het moment dat de panelen meer Wp leveren dan dat de omvormer aankan, zal hij gaan aftoppen (rode lijn). De winst in opbrengst (oppervlakte a) doordat de omvormer langer werkt is groter dan het verlies door het aftoppen (oppervlakte b). Als je kijkt naar pure opbrengst is het dus heel logisch om te overdimensioneren.’

Figuur 2: het effect van over/onderdimensioneren op de opbrengst van een zonnesysteem.

Maar er is meer: ‘In Nederland gebeurt aftoppen zelfs bij een kleinere omvormer zelden’, aldus Jasper. Hoeveel Wattpiek zonnepanelen kunnen leveren wordt getest onder standard testing conditions (STC). STC houdt in dat er in het laboratorium kunstmatig een constant vermogen per vierkante meter (vaak 1000 W/m2) wordt geleverd loodrecht op het paneel bij een constante temperatuur (vaak 25 graden C) om te kijken wat de opbrengst van het paneel is. Jasper: ‘Zo’n hoge gemiddelde instraling halen we absoluut niet in Nederland, zelfs op hele zonnige dagen niet. De instraling is in Nederland gewoon nooit loodrecht aangezien we niet op de evenaar wonen en de temperatuur schommelt ook. Dus de zonnepanelen op ons dak halen in principe nooit de 6000 Wp die ze in theorie zouden kunnen leveren. Dus waarom zou je dan een omvormer kiezen die wel zoveel spanning en stroom aankan?’

Verder neemt de opbrengst van zonnepanelen met 1-3% af per jaar door degradatie. ‘Dit betekent dat de opbrengstcurve van je zonnepanelen elk jaar een heel klein beetje lager wordt. Dan kan je er dus beter voor zorgen dat je omvormer nog steeds eerder opstart en later uitgaat.’ Ook werkt een omvormer die zwaar belast wordt efficiënter dan een omvormer die licht belast wordt. Is je omvormer ondergedimensioneerd ten opzichte van je zonnepanelen? Dan zal hij ook sneller zwaar belast worden en schiet de efficiëntie van het apparaat omhoog. Jasper: ‘Kortom, er zijn genoeg technische redenen om voor een kleinere omvormer te kiezen. En het mooiste van alles? Deze is vaak ook nog eens goedkoper dan een zwaardere omvormer!’

Jasper’s tip:
‘Ik krijg soms klanten aan de telefoon die zich zorgen maken over hun omvormer omdat ze geen opbrengst meer kunnen aflezen in hun app. Gelukkig kan ik ze bijna altijd gerust stellen. Er is een verschil tussen een communicatieprobleem van de omvormer met de app, meestal door een probleem met de Wifi, en een probleem met de werking van de omvormer. Maak je je zorgen over de werking van je omvormer of werkt je app niet meer? Kijk dan in ieder geval even op je omvormer, want daar kun je zien of deze nog werkt en hoeveel zonnestroom je opwekt.’

Nog geen kennis gemaakt met Jasper? Dat kan hier. Meer leren over de techniek achter zonnepanelen? Lees hier de Jasper Legt Uit’s over coatings en zonnecellen.

Over Sungevity
Het is onze missie om de “Rooftop Revolution" te versnellen en alle daken vol met zonnepanelen te leggen. Al sinds 2012 zijn wij dé zonne-expert van Europa, met meer dan tienduizend installaties op onze naam. Onze aanpak? Op afstand kijken wij met geavanceerde software heel nauwkeurig naar jouw dak, je wensen en situatie. Alles om je zo goed en duidelijk mogelijk te adviseren. Zo weet je precies wat jouw opbrengst, kosten en voordeel zijn én dus precies hoeveel je bespaart. Meer over Sungevity

Ontdek wat jij kunt besparen