Dimensioneren van een zonnestroominstallatie

1.1 Onbalans

In de meeste gebieden staan de netwerkbeheerders toe dat maximaal 5 kilowatt aan omvormer vermogen wordt aangesloten op één fase. Wanneer de omvormer tegelijkertijd invoedt op de 3 fasen, is er geen onbalans.

1.2 Hoofdaansluiting

De omvormer wordt op een aparte groep geplaatst. Men kijkt naar de grootte van de automaat en kiest een omvormer die een lagere stroom levert bij volle zon.

1.3 Net type

Er bestaan verschillende nettypes, zoals TN, TT, Delta-IT enzoverder. Sunny Boy omvormers kunnen overal ingezet worden. U kijkt het nettype van de klant best na ten opzichte van de compatibiliteitstabel.

Er bestaan verschillende soorten zonnepanelen op de markt, waarvan het overgrote merendeel nog altijd kristallijne panelen zijn. De meeste panelen kunnen met alle typen omvormers worden gebruikt.

Voor een beperkt aantal (veelal oudere) panelen bestaat echter de eis, dat ze alleen gebruikt kunnen worden in combinatie met een omvormer waar een transformator in zit. Check hiervoor de handleiding van de paneelfabrikant.
Sunny Design Web kijkt dit voor u na en zal u hiervan verwittigen.

De gratis rekentool van SMA, Sunny Design Web, laat toe geschikte omvormer te berekenen.

Het vermogen van uw zonnepanelen wordt uitgedrukt in Watt-piek. Dat wil niet zeggen dat de zonnepanelen ook werkelijk dit vermogen zullen produceren; in de Benelux bijvoorbeeld gebeurt dit slechts zelden. Daarom kiezen we in de Benelux vaak een omvormer die kleiner is dan het piekvermogen van de panelen, dus dat er meer panelen worden aangesloten dan het uitgangsvermogen van de omvormer (overdimensioneren). Een omvormer die weinig wordt belast is vaak minder efficiënt dan een omvormer die op een hogere capaciteit werkt. Vandaar dat een onverdimensionering aan panelen uiteindelijk een hogere opbrengst oplevert.

Zowel onder- als overdimensioneren kan geen kwaad.

4.1 Panelen onderdimensioneren

Wanneer men de panelen onderdimensioneert (omvormer groter dan het paneelvermogen) werkt de omvormer technisch gezien perfect indien hij zijn opstartspanning kan halen.  Dit wordt beperkt toegepast wanneer er slechts weinig panelen bij de klant geplaatst kunnen worden.

4.2 Voordelen van extra panelen (overdimensioneren)

De omvormer is ontwikkeld om 8 uren per dag aan maximaal vermogen energie om te zetten. Wanneer er meer panelen aangesloten worden, zal men dus beter ‘gebruik’ kunnen maken van de omvormer zijn capaciteit.

In Vlaanderen betaalt men prosumententarief voor kleine PV installaties (tot en met 10 kW). Deze tax wordt berekend op het uitgangsvermogen van de omvormer, vermenigvuldigd met een vast bedrag (afhankelijk per regio).
In regio Iveka zal een klant met een 7kW omvormer elk jaar 7 * €100,58 = €704,06 betalen. Wanneer hij hetzelfde aantal panelen aansluit op een 6 kW omvormer, moet hij jaarlijks €100,58 minder betalen.

Als een klant een beperkte netaansluiting heeft, bepaalt dit de maximum grootte van de PV installatie. Door extra panelen toe te voegen aan deze omvormer(s), kan toch een grote hoeveelheid zonne-energie geproduceerd worden. Voorbeelden zijn alom bekend, in België met de 10 kW-grens voor kleine PV-installaties, en in Nederland met de begrenzing van de hoofdaansluiting van bijvoorbeeld 3 x 80A.

Verder leidt overdimensioneren tot een lager prijskaartje qua aankoop en installatie. Een kleinere omvormer heeft een lager aankoopbedrag en voor grote projecten zullen minder omvormers nodig zijn wat meteen ook uit in lagere installatiekosten.

4.3 Gevolgen van extra zonnepanelen (overdimensioneren)

Wanneer men veel zonnepanelen aansluit op een SMA omvormer, zou het kunnen dat op zeer zonnige momenten de zonnepanelen méér vermogen kunnen produceren dan de omvormer aankan. Deze zal het ideale werkingspunt van de panelen verlaten en de MPP spanning (Maximum Power Point) over de panelen zodanig aanpassen, dat deze niet meer vermogen zullen produceren dan het maximale ingangsvermogen van de omvormer. Het is dus niet zo, dat er een overschot aan energie moet worden afgevoerd in de vorm van warmte of iets dergelijks. Een SMA omvormer doet dit automatisch .Technisch gezien kan een residentiële SMA omvormer een overdimensionering aan van 200% in Benelux, zonder invloed te hebben naar garantie of te verwachten levensduur. Uiteraard moet er rekening gehouden worden met de technische parameters van de omvormer, in het bijzonder met de maximale ingangsspanning en de maximale kortsluitstroom.

Download hier de verklaring om mee te nemen naar uw klant. Manufacturing Declaration.

Door een groot aantal panelen aan te sluiten op de omvormer, kunt u op zonnige dagen een aftopping zien van de energieproductie. Dit kan geen kwaad.Zoals uit onderstaand voorbeeld blijkt, is er inderdaad een energieverlies op de zonnigste middagen, maar ook een bijna even grote winst tijdens de ochtend, de avond of op minder zonnige dagen. In het voorbeeld bedroeg verschil slechts 34 kWh, waarbij er gewerkt werd met een omvormer die 1000W minder kan omzetten. Het verlies wordt berekend in Sunny Design onder de noemer “Energierendementsfactor”.

De energieproductie kan er alsvolgt uitzien:

Voorbeeld berekening met overdimensioneren

Stel men heeft een zonnestroominstallatie waar 5600Wp op het dak gelegd wordt. We maken hier een vergelijking tussen een uitvoering met een zowel een Sunny Boy 4.0 als een Sunny Boy 5.0. Uit berekening in Sunny Design Web kan men afleiden dat het verschil in jaaropbrengst slechts 34kWh bedraagt.

Ook voor grotere zonnestroominstallaties is het belangrijk goed te dimensioneren. Dit kan een groot verschil leveren op het te investeren bedrag en dus op het kostenplaatje van uw project.

De gratis online tool Sunny Design Web rekent om zoveel mogelijk zonne-energie om te zetten, het vertaalt zich in de ‘energierendementsfactor’. De automatische berekening neemt hier als minimale waarden 99,8%. Voor commerciële installaties wordt er al vaker gedimensioneerd naar een energie-rendementsfactor van 99,0% of lager. Hierdoor kunnen er méér panelen aangesloten worden per omvormer. In totaal dient men minder omvormers aan te kopen en minder omvormers te installeren. De kosten aan AC zijde dalen ook.

Een ander aspect dat naar boven komt bij een grotere installatie, is de grootte van de hoofdaansluiting. Vaak wil men zo veel mogelijk zonnepanelen aansluiten op die bestaande hoofdaansluiting en daar bieden we verschillende oplossingen voor:

• Exact omvormervermogen: De vermogenssom van alle omvormers samen is kleiner of gelijk aan de hoofdaansluiting. Op deze omvormers dimensioneert men een maximum aan panelen.

• Statisch beperken: De vermogenssom van alle omvormers samen is iets groter dan de hoofdaansluiting. Het uitgangsvermogen van 1 of meerdere omvormers wordt softwarematig op een lagere waarde gezet zodat er nooit teveel zonnestroom kan terugvloeien naar het net.

• Dynamisch beperken: Aan de hoofdaansluiting wordt continu gemeten hoeveel stroom terugvloeit naar het publieke net. Indien er te weinig elektriciteitsverbruik is in het gebouw en men dreigt teveel stroom te injecteren, wordt de productie van de omvormers verlaagd. De grootte van de PV installatie wordt berekend aan de hand van het elektriciteitsverbruik.

Meer informatie over bijsturen van de omvormers vindt men in het artikel ‘Dynamische Vermogensregeling’.

Om het gemakkelijk te maken, bieden wij de mogelijkheid om het systemen te berekenen met behulp van de gratis tool Sunny Design Web. In een paar eenvoudige stappen kan Sunny Design helpen om de juiste omvormer te kiezen bij de panelen van de zonnestroominstallatie.

Sunny Design houdt rekening met de oriëntatie en hellingshoek en geeft steeds de beste keuze gebaseerd op de verwachte opbrengst van de installatie en de omvormer. Het kan daarom gebeuren dat de omvormer die uit de bus komt voor een installatie die niet ideaal gepositioneerd staat ten opzichte van het zuiden, een vermogen heeft dat een stuk lager ligt dan het piekvermogen van de panelen.

Indien gewenst kan men met behulp van de software ook een verbruiksprofiel opstellen en onderzoeken of bijvoorbeeld een batterij of een Sunny Home Manager 2.0 nuttig kan zijn.

Men kan meteen aan de slag met Sunny Design via www.SunnyDesignWeb.com. Hier vindt men ook een video die toont hoe de software gebruikt wordt. We nodigen geïnteresseerden ook graag uit om de tool aan te leren aan de hand van een Webinartraining.