Onderdimensioneren van Omvormers

De lente komt er weer aan en daarmee ook de eerste echt zonnige dagen. Een mooie tijd voor zonne-energie en om eens te zien hoeveel productie van de zonnepanelen komt: bijvoorbeeld via de Sunny Portal kunt u zien of er een mooie ’bult’ aan energie komt te staan.
Bij sommige mensen komt er echter een afgevlakte grafiek te staan: de omvormer heeft in die gevallen zijn limiet bereikt en produceert zijn maximum, terwijl de zonnepanelen eigenlijk nog iets méér zouden kunnen leveren, als er een grotere omvormer had gestaan. Zonde, zou je zeggen. Of ligt het toch iets genuanceerder?

Hier is een voorbeeld van een installatie met 15 panelen van 250 Wp en een SMA Sunny Boy 3000TL omvormer. Het piekvermogen van de panelen is 15 x 0,25 = 3,75 kiloWatt-piek (kWp) terwijl het maximale uitgangsvermogen van de omvormer 3 kiloWatt (kW) is. De omvormer is dus 20% ‘lichter’ dan de zonnepanelen. 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 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 ze al snel een stuk minder. In Nederland komt een lichtinval van 1000 W/m² wel eens voor, maar niet heel vaak. Bovendien moet je dan het geluk hebben dat de zon loodrecht op de zonnepanelen schijnt: als de zon onder een hoek op de panelen valt, wordt de lichtinval lager. Verder is de paneeltemperatuur een belangrijke factor: hoe warmer een paneel, des te minder productie. Zonnepanelen worden in de zon al snel een stuk warmer dan de omgevingstemperatuur. Op een mooie zonnige dag kunnen ze al snel 20 tot 30 graden warmer worden, afhankelijk van hoe ze geventileerd zijn.

Vanwege die twee factoren is het zo dat zonnepanelen in Nederland slechts zelden tot nooit hun piekvermogen zullen produceren. Het is daarom zonde om een omvormer te kiezen die net zo groot is als het piekvermogen van de panelen, omdat je dan extra betaalt voor capaciteit die je eigenlijk (bijna) nooit nodig hebt.

Efficiency

En er is nòg een belangrijke reden om een kleinere omvormer te kiezen: de efficiency. Een omvormer die laag wordt belast heeft namelijk een lagere efficiency dan een omvormer die zwaar wordt belast. 

In deze grafiek zien we de efficiency van een SMA Sunny Boy 5000TL op de Y-as, en de belasting van het toestel (hoeveel vermogen hij produceert ten opzichte van zijn maximale vermogen) op de X-as. Te zien is dat het rendement hoger is bij hoge belasting: bijvoorbeeld wanneer het toestel 40% van zijn maximale vermogen produceert (oftewel 40% van 5 kW = 2 kW), dan doet hij dat met een rendement van 97%, dus met 3 % verlies. Echter, wanneer hij slechts 10% van zijn maximale vermogen produceert (oftewel  500 Watt), dan is het rendement 94,5% , oftewel 5,5% verlies.

We zien dus dat een omvormer bij lage belasting draait met iets meer verlies. Nu is het zo, dat over een heel jaar genomen, de omvormers heel regelmatig draaien met lage belasting: in de ochtend- en avonduren als de zon laag staat, bij bewolkt en regenachtig weer. Alles bij elkaar genomen wordt het daarom belangrijk om de omvormer zó te kiezen, dat hij optimaal presteert bij minder zonnig weer, en toch niet te vaak zijn maximum bereikt bij zonovergoten momenten.

De Zonnefabriek gebruikt speciale software om de juiste balans te vinden. De software houdt rekening met het piekvermogen van de zonnepanelen, maar ook met de locatie, omgevingstemperatuur,  azimuth (oriëntatie ten opzichte van het zuiden) en hellingshoek. Zo krijgt elke installatie de best passende omvormer, met het beste rendement voor de gunstigste prijs.