Waarom is het vermogen van mijn omvormer kleiner dan het piekvermogen van de panelen?

In Nederland wordt het aangeraden om een omvormer te kiezen waarvan het vermogen iets kleiner is dan het piekvermogen van de aangesloten zonnepanelen, omdat de zonnepanelen zelden of nooit hun piekvermogen halen en omdat een kleinere omvormer een beter rendement heeft. Op sommige momenten zou het kunnen dat de omvormer zijn maximum bereikt, maar dit zal niet heel vaak voorkomen. U herkent dit aan een afvlakking van de opbrengstgrafiek zoals in onderstaande plaatje.

Voorbeeld van een afgevlakte grafiek: de omvormer produceert niet meer dan 3 kW. Op zonnige momenten kan daarom een deel van het potentiële vermogen van de panelen niet worden benut

In bovenstaande figuur ziet u een voorbeeld van een installatie met 15 zonnepanelen van 250 Wp en een SMA Sunny Boy 3000TL omvormer. Het piekvermogen van de zonnepanelen is 15 x 250 = 3750 Wp oftewel 3,75 kiloWatt-piek (kWp) terwijl het maximale uitgangsvermogen van de omvormer 3 kiloWatt (kW) is. De omvormer is daarmee 20% ‘lichter’ dan de zonnepanelen. Op deze zonnige dag in april werd de productie van de panelen beperkt door de bovengrens van de omvormer. Logisch dus, dat deze klant allemaal energie verliest. Of toch niet?

Piekvermogen

Het piekvermogen van de zonnepanelen is het vermogen dat ze kunnen produceren bij de standaard test omstandigheden (Standard Test Conditions, STC), d.w.z. een lichtinval van 1000 Watt per m² en bij een paneeltemperatuur van 25 ^oC. Zodra er minder zonlicht op valt, en zodra ze warmer worden dan 25 ^oC, produceren de panelen al snel een stuk minder stroom. In Nederland komt een lichtinval van 1000 W/m2 niet vaak voor, zeker niet wanneer de zon onder een hoek op de panelen valt, waardoor de lichtinval minder wordt. Daarnaast worden zonnepanelen in de zon al snel een stuk warmer dan de omgevingstemperatuur, waardoor de productie minder wordt. Op een mooie zonnige dag kunnen ze al snel 20 tot 30 graden warmer worden, afhankelijk van de ventilatie.

Vanwege deze twee factoren zullen zonnepanelen in Nederland zelden tot nooit hun piekvermogen produceren. Het is daarom zonde om een omvormer te kiezen met hetzelfde vermogen als het piekvermogen van de panelen, omdat dan extra betaald wordt voor capaciteit die eigenlijk (bijna) nooit nodig is.

Efficiency

Daarnaast is er nòg een belangrijke reden om voor een kleiner omvormer te kiezen: de efficiency. Omvormers werken namelijk efficiënter wanneer ze zwaarder belast worden.

Rendementscurve van een Sunny Boy 5000TL. De X-as geeft aan hoe zwaar het toestel wordt belast, de Y-as geeft het bijbehorende rendement

In bovenstaande grafiek is de efficiëntie van een SMA Sunny Boy 5000TL omvormer afgebeeld. Het rendement van de omvormer staat op de Y-as en de belasting van het toestel (verhouding tussen geproduceerd vermogen en piekvermogen) op de X-as. Waargenomen kan worden dat het rendement hoger is wanneer de omvormer zwaar belast wordt: wanneer de omvormer bijvoorbeeld 40% van zijn piekvermogen produceert (40% van 5kWh = 2kW), levert deze een rendement van 97%, terwijl het rendement bij een belasting van 10% (500 watt) slechts 94,5% is.

Bij een hoge belasting levert een omvormer dus een hoger rendement. Bij lage belasting daarentegen is het rendement lager en is het verlies dus relatief groter. Er zijn in de loop van het jaar veel momenten waarop de omvormer lager belast wordt, bijvoorbeeld wanneer de zon laag staat of wanneer het bewolkt is, en aan het begin van de ochtend of aan het einde van de avond. Het is belangrijk de omvormer zodanig te kiezen dat deze optimaal presteert bij minder zonnig weer en tegelijk niet te vaak zijn maximale vermogen bereikt op zonnige momenten.

De Zonnefabriek gebruikt speciale software om de juiste balans te vinden, waarbij rekening wordt gehouden met het piekvermogen van de panelen, maar ook met de locatie,  omgevingstemperatuur, azimuth (oriëntatie ten opzichte van het zuiden) en hellingshoek. Zo wordt voor elke installatie de meest geschikte omvormer gekozen, met het beste rendement voor de gunstigste prijs.