Dimensioneren van een zonnestroominstallatie

Welke omvormer past bij de zonnepanelen?

Januari 2017

Dimensioneren van een zonnestroominstallatie

Bij het uitkiezen van de SMA omvormer voor uw zonnestroominstallatie, zijn er veel aspecten van belang; het type paneel dat u gebruikt, uw elektrische aansluiting, de oriëntatie en hellingshoek van de installatie, en natuurlijk vooral hoeveel energie u wenst te produceren. In dit artikel zullen we op al deze punten ingaan.

Gebruik de berekeningstool Sunny Design wanneer u van start gaat. Zo kunt u zich niet vergissen.

Elektrische installatie

In de meeste gebieden staan de netwerkbeheerders toe dat maximaal 5 kW aan omvormer vermogen wordt aangesloten op één fase.

Wanneer meer vermogen wordt geplaatst, moet het worden verdeeld over meerdere fasen.

Onderstaande tabel is afgeleid van komt uit de FAQ van Synergrid, de Belgische federatie van de netbeheerders, maar kan ook toegepast worden in Nederland.:

Fase 1
 (W)
Fase 2
(W)
Fase 3
(W)
Toegelaten
300030003000

JA

1000
+2000
30004000JA
050005000JA
005000JA
004000+4000NEEN, want de onbalans tussen fasen kan groter worden dan 5 kVA
006000NEEN, want de onbalans tussen fasen kan groter worden dan 5 kVA
200020003000+3000NEEN, want de onbalans tussen fasen kan groter worden dan 5 kVA (bijv. als de stroominjectie in Fase 1 of 2 wordt onderbroken)

Type paneel

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 panelen bestaat echter de eis, dat ze alleen gebruikt kunnen worden in combinatie met een omvormer waarin een transformator zit. Op dit ogenblik is er geen geschikte SMA omvormer beschikbaar. SMA heeft momenteel geen omvormers met transformator in het productportfolio.

Hoe groot moet de omvormer zijn?

Een geschikte omvormer berekent u best met de gratis rekentool van SMA: Sunny Design, via de PC software of www.SunnyDesignWeb.com.

Het vermogen van uw zonnepanelen wordt uitgedrukt in Watt-piek. Dat wil niet zeggen dat de zonnepanelen ook werkelijk vaak 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. Een omvormer die weinig wordt belast is minder efficiënt dan een omvormer die op een hogere capaciteit werkt. Vandaar dat een onderdimensionering uiteindelijk een hogere opbrengst oplevert.

Sommigen kiezen voor een omvormer waarvan het ingangsvermogen (aan de DC zijde) ongeveer 90% is van het piekvermogen van de zonnepanelen. Wanneer de panelen verder afwijken van de ideale oriëntatie (zuidgericht) en hellingshoek (35 graden), dan ligt dit percentage (het zgn. Power Ratio of nominale vermogensverhouding) nog lager.

Zonne-instraling en temperatuur van de panelen hebben ook een invloed op de keuze van de omvormer. Vandaar is het aan te raden om u te laten begeleiden in Sunny Design.

Hint voor België: Het is beter een kleinere omvormer te kiezen vermits het prosumententarief berekend wordt op het uitgangsvermogen van de omvormer(s).

Voorbeeld berekening Power Ratio

U heeft zonnepanelen van 3500 watt piek. De installateur stelt een SMA Sunny Boy 3000TL-21 voor. Is dit een goede combinatie? We rekenen het even uit.
De ingangspanning van een Sunny Boy 3000TL-21 is 3200 watt. (U vindt de technische gegevens van SMA omvormers op hun datasheets.)

Power Ratio  = ingangsvermogen omvormer (DC-zijde) / piekvermogen panelen
= 3200 / 3500
= 0,91 of 91%

Dit is dus een goede combinatie voor een ideaal gerichte PV installatie.

Onderdimensioneren of overdimensioneren. Is dat gevaarlijk?

Neen.

Wanneer u overdimensioneert (omvormer groter dan het paneelvermogen) werkt de omvormer technisch gezien prima indien hij zijn opstartspanning kan halen. In Sunny Design berekent u wat de te verwachten opbrengst is.

Wanneer u onderdimensioneert (omvormer kleiner dan het paneelvermogen), zou het kunnen dat op (schaarse) momenten de zonnepanelen méér vermogen kunnen produceren dan de omvormer aankan. De omvormer zal 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 milde onderdimensionering levert geen schade op aan de omvormer en laat de omvormer vaak efficiënter werken.

Wat met grotere installaties?

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 software 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 energierendementsfactor van 99,0%.  Hierdoor kunnen er méér panelen aangesloten worden per omvormer. In totaal dient u 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:

 

  1. Exact omvormervermogen: De vermogenssom van alle omvormers samen is kleiner of gelijk aan de hoofdaansluiting. Op deze omvormers dimensioneert u een maximum aan panelen.
  2. 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.
  3. 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 u in het artikel ‘Dynamische Vermogensregeling’.

Dimensioneren met Sunny Design

Dimensioneren met Sunny Design

Om het u gemakkelijk te maken, bieden wij u de mogelijkheid om uw systemen te berekenen met behulp van het gratis programma Sunny Design. In een paar eenvoudige stappen kan Sunny Design u helpen om de juiste omvormer te kiezen bij uw panelen en krijgt u een inzicht in de hoeveelheid elektriciteit die geproduceerd zal worden.

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

U kunt Sunny Design in de zijbalk hiernaast downloaden. Of u kunt werken met de webversie via www.SunnyDesignWeb.com. Links vindt u ook een video over hoe het software werkt. We nodigen u ook graag uit om de tool aan te leren aan de hand van een webinar.

Leer meer over deze tool tijdens een webinar