Transformator of zonder transformator?

Nog niet zo lang geleden werden alleen omvormers met transformatoren aangeboden omdat die een verminderd veiligheidsrisico inhielden, maar tegenwoordig is deze opvatting veranderd. Beide hebben hun voor- en nadelen. Een duidelijk voordeel van de apparaten met transformator is de galvanische scheiding, waarbij er geen geleidende verbinding is tussen de twee circuits. Gelijkstroom en wisselstroom, d.w.z. de zonnegenerator en het elektriciteitsnet, vormen afzonderlijke circuits. De transformatorloze omvormer heeft een hoger rendement van wel 98 procent, terwijl de stringomvormer met transformator slechts 95 procent haalt als gevolg van omzettingsverliezen. Dit lijkt op het eerste gezicht misschien niet veel, maar het komt tot uiting in het dagelijks verbruik. Zelfs in het geval van geldige veiligheidseisen kan gemakkelijker worden voldaan aan de eisen van een stringomvormer met transformator, zoals overspanningsbeveiliging. Een zonne-energiesysteem met transformatorloze omvormers moet voortdurend worden aangepast aan beschermingsklasse II, hetgeen extra investeringen kan vereisen.

Voor- en nadelen van omvormers met transformator

Een duidelijk voordeel van apparaten met een transformator is dat zij kunnen worden aangesloten op positief en negatief geaarde panelen. Dit is vooral belangrijk bij het gebruik van dunne-film panelen, aangezien negatieve aarding voor bijna alle modellen een eerste vereiste is. Anderzijds is het hogere gewicht in twee opzichten nadelig: ten eerste bemoeilijkt het de installatie, en ten tweede leidt het hogere materiaalgebruik uiteraard ook tot hogere materiaalkosten. Een andere factor is het lawaai. Aangezien voor transformatoren gewoonlijk extra ventilatie moet worden geïnstalleerd om oververhitting te voorkomen, leidt dit niet alleen tot een hoger energieverbruik, maar ook tot extra lawaai, waarvan de emissie tussen 30 en 70 dB bedraagt.

Voor- en nadelen van omvormers zonder transformator 

Een voordeel van omvormers zonder transformator is dat aanzienlijk meer zonnepanelen in serie kunnen worden geschakeld, waardoor een hoger vermogen per string kan worden bereikt. Vooral bij grote fotovoltaïsche systemen, die ook met meeraderige omvormers werken, is dit merkbaar in een lagere systeemprijs. Zoals hierboven vermeld, hebben transformatorloze omvormers een hoger rendement van ongeveer vier procent, zijn ze lichter, stiller en, last but not least, goedkoper. Niet alle dunne-film panelen kunnen transformatorloos worden gebruikt, maar sommige kunnen dat perfect. Het is daarom belangrijk dit vóór de installatie te verifiëren.

Afbeeldingsbron: SMA

Eenfasige, tweefasige of driefasige omvormers

Een andere belangrijke vraag is de geschikte aansluiting, waarbij de huidige trend gaat in de richting van driefasige string-omvormers en meerfasige omvormers, aangezien het gebruik van driefasige modellen onevenwichtige belastingen voorkomt die worden veroorzaakt door de toevoer van stroom naar het net. Als zonne-energiesystemen slechts in één fase invoeden, kan dit namelijk tot asymmetrieën leiden in de netspanning als de afzonderlijke stroomverbruikers ongelijk verdeeld zijn over de verschillende netfasen.

Bij een driefasige omvormer en een meeraderige omvormer wordt de stroom echter altijd symmetrisch over alle drie de fasen verdeeld. Pieken in het stroomverbruik, zoals bij het opstarten van een wasmachine, of dalende belasting door gebrek aan zonlicht, worden door de driefasige string-omvormer geregeld en uitgebalanceerd. Bij een eenfasige of tweefasige stringomvormer kan het gebeuren dat afzonderlijke apparaten met een driefasige aansluiting, zoals een keukenfornuis, uitvallen wanneer de netvoeding te laag is. In het geval van tweefasige apparaten heeft elk zijn eigen MPP-tracker, zodat elke fase afzonderlijk kan worden toegewezen.

Volgens AR 4105 mogen enkelfasige omvormers alleen worden geïnstalleerd met een maximaal totaal schijnbaar vermogen van 4,6 kVA per fase, bron: SMA

String en multi-string

Aangezien string-omvormers het vaakst worden gebruikt in grotere fotovoltaïsche systemen, worden ook vaak multistring-omvormers gebruikt voor meerdere strings. Aangezien de multistring-omvormer de zonnepanelen van de respectieve percelen niet parallel schakelt, maar op verschillende punten in de string, kunnen sterke en zwakke panelen afhankelijk van de modaliteit worden gegroepeerd. Deze worden dan per string aangesloten op één, of meerdere strings samen op een multistring omvormer.

De fabrikanten van zonnepanelen en fotovoltaïsche omvormers zijn begonnen intensief samen te werken. Sommige paneelfabrikanten geven in hun technische gegevens aan welke omvormers geschikt zijn. Meer informatie over welke apparaten geschikt zijn, is te vinden op de onlinemarktplaats SecondSol.