Micro-omvormers en AC-zonnepanelen: de toekomst van zonne-energie?

(Micro-omvormers zijn slechts één vorm van wat bekend staat als "PLO" - Panel Level Optimization.

Aanvankelijk produceerden zonnepanelen elektriciteit in de vorm van gelijkstroom (DC) - hetzelfde type elektriciteit dat in batterijen wordt aangetroffen.

Om deze elektriciteit bruikbaar te maken voor het voeden van apparaten of voor aansluiting op het elektriciteitsnet, moest deze worden omgezet in wisselstroom (AC) met behulp van een grote doos met elektronica, een zogenaamde omvormer.

In op het elektriciteitsnet aangesloten systemen werden zonnepanelen in serie geschakeld (ook wel strings genoemd) om gelijkstroom met een hogere spanning te genereren, wat de verliezen helpt verminderen. Deze aanpak veroorzaakte echter ook enkele problemen.

Dat is waar micro-omvormers een rol gaan spelen.

Micro-omvormers

Een micro-omvormer is in wezen een geminiaturiseerde omvormer die is ontworpen om compatibel te zijn met individuele zonnepanelen in plaats van met een reeks panelen.

Hoewel het geen nieuw concept was (ze verschenen voor het eerst eind jaren negentig), ondervonden micro-omvormers betrouwbaarheidsproblemen en waren ze behoorlijk duur. De afgelopen jaren hebben ze echter een comeback gemaakt en winnen ze aanzienlijk aan populariteit.

Er zijn wereldwijd minstens 21 verschillende merken micro-omvormers, maar Enphase is veruit het meest voorkomende merk (en het enige dat ik zou aanbevelen) in Australië.

Zo ziet een van deze kleine jongens eruit vergeleken met zijn conventionele alternatief, een grote en krachtige stringomvormer.

AC-zonnepanelen

Een AC-zonnepaneel is in wezen een zonnepaneel dat is uitgerust met een micro-omvormer, waardoor het wisselstroom kan produceren in plaats van gelijkstroom.

Een typische "Series String" -array

Momenteel zijn de meeste zonnepanelen die in Australië worden geïnstalleerd op deze manier geconfigureerd, met één enkele grote omvormer en een hoge gelijkspanning. Als er een boog ontstaat op het 600V DC-niveau, kan dit resulteren in een knal! en mogelijk brand (daarom mag u nooit concessies doen aan de installatiekosten).

Wat is er goed aan AC-panelen en micro-omvormers?

Er zijn een aantal complexiteiten veroorzaakt door de traditionele manier om zonnepanelen met elkaar te verbinden (in een seriereeks) die micro-omvormers kunnen helpen overwinnen, waaronder:

Hoogspanning gelijkstroom

Hoogspanningsgelijkstroom die wordt geproduceerd door een seriematig zonne-energiesysteem kan het risico van vonkontlading bij zeer hoge temperaturen en mogelijk brand met zich meebrengen. Omdat micro-omvormers worden omgezet naar 240V AC, wordt de kans hierop sterk geminimaliseerd.

Schakelapparatuur

Hoogspanningsgelijkstroom vereist relatief dure beveiligingsschakelaars en zekeringen. Door het gebruik van AC is schakelmateriaal algemeen verkrijgbaar en dus goedkoper.

Schaduw

Om dit allemaal wat leuker te maken, heb ik een video samengesteld over zonwering en zonnepanelen. Als je geen zin hebt om te kijken, sla het dan gerust over en lees gewoon het onderstaande overzicht.

Wanneer zonnepanelen in een seriereeks met elkaar zijn verbonden, kan het beschaduwen van slechts één ervan een dramatische invloed hebben op de hele reeks (een beetje alsof je op een slang staat).

Als voorbeeld: hier is een reeks van 3 zonnepanelen aangesloten op een conventionele, centrale omvormer. Op een van de panelen is gepoept door een vogel, waardoor de opbrengst gemakkelijk met 50% kan worden verminderd. Het zal echter ook de output van alle andere panelen met hetzelfde bedrag verminderen: 

Maar doordat op elk zonnepaneel een micro-omvormer zit, zijn de opbrengsten volledig onafhankelijk van elkaar. Zodat de vogelpoep alleen het vervuilde paneel aantast:

Volgens het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory kan dit effect in een jaar tijd maar liefst 12% meer energie opleveren. 

Maar – wat de afgelopen jaren het conventionele denken is geweest, moet mogelijk opnieuw worden bekeken naarmate de technologie van stringomvormers is geëvolueerd. In een veldtest in 2021 waarbij een Fronius Gen 24-stringomvormer werd vergeleken met En*-micro-omvormers, was er heel weinig verschil in de manier waarop beide omgingen met verschillende graden van schaduw over een enkel paneel.

Of deze bevinding over de hele linie zal gelden valt nog te bezien, maar een rapport over een onderzoek naar 200 zonne-energiesystemen in Frankrijk dat eind 2001 werd gepubliceerd, concludeerde dat er geen prestatievoordeel was voor micro-omvormers ten opzichte van stringomvormers in het algemeen.

Mismatch zonnepanelen

Wanneer zonnepanelen worden vervaardigd, kunnen er kleine variaties in hun elektrische eigenschappen optreden als gevolg van productietoleranties. Dit resulteert in een fenomeen dat "mismatch" wordt genoemd wanneer u ze in een seriereeks verbindt. Micro-omvormers kunnen zich echter aanpassen aan de individuele kenmerken van elk paneel, waardoor deze mismatch wordt geëlimineerd.

Maximaal Power Point-tracking

Verschillende elektrische kenmerken van elk paneel leiden ook tot verschillende maximale vermogenspunten. Het Maximum Power Point is het optimale punt om het maximale vermogen uit een zonnepaneel te halen, en micro-omvormers die aan individuele panelen zijn bevestigd, kunnen zich beter op dit punt richten.

Bewaking en foutopsporing

Hoewel de meeste omvormers een bepaald niveau van monitoring en foutopsporing bieden, kunnen ze alleen de gecombineerde output van alle panelen in een seriereeks monitoren. Micro-omvormers kunnen daarentegen elk paneel afzonderlijk monitoren, waardoor problemen sneller en gemakkelijker kunnen worden geïdentificeerd.

In de fabriek gemonteerd

Sommige fabrikanten van zonnepanelen assembleren nu micro-omvormers in de fabriek, waardoor AC-panelen ontstaan. Deze montage in een gecontroleerde omgeving kan tijd en geld besparen.

Ontslag

Als een serie stringomvormer uitvalt, stopt het hele zonnepaneel met het produceren van stroom. Als een micro-omvormer echter uitvalt, kunnen de resterende eenheden blijven werken, wat resulteert in een betrouwbaarder systeem.

Modulariteit

Serie stringomvormers hebben beperkingen op het aantal panelen dat ze kunnen accepteren, waardoor het een uitdaging is om later meer panelen toe te voegen. Daarentegen kunnen AC-zonnepanelen eenvoudig worden toegevoegd omdat ze onafhankelijk van elkaar zijn, hoewel het toevoegen van een paar panelen aan een bestaande array extra kosten met zich mee kan brengen.

Oriëntatie

In een seriereeks moeten alle zonnepanelen in dezelfde richting worden aangesloten voor een juiste spanningsuitlijning. AC-zonnepanelen kunnen daarentegen in elke richting worden georiënteerd zonder de werking van andere panelen te beïnvloeden.

Nadelen van AC-panelen en micro-omvormers

AC-panelen en micro-omvormers hebben echter ook enkele nadelen:

Toegankelijkheid van het dak

In het geval van een storing in de micro-omvormer moet iemand het dak op om deze onder het zonnepaneel los te koppelen. Dit voegt tijd en kosten toe in vergelijking met het verwijderen van een serie stringomvormer uit de muur.

Invloeden op het weer

Als u zich op het dak bevindt, worden micro-omvormers blootgesteld aan extremere weersomstandigheden, waaronder hitte, kou en vocht. Dit vereist een zorgvuldige constructie en het gebruik van robuuste elektronische componenten om de betrouwbaarheid te garanderen.

Efficiëntie

Hoewel micro-omvormers steeds beter worden, hebben ze nog niet hetzelfde efficiëntieniveau bereikt als serie-stringomvormers. Dit betekent dat ze mogelijk niet zoveel zonne-energie in elektrische energie omzetten.

Prijs

Micro-omvormersystemen voegen doorgaans ongeveer 20-30% meer toe aan de kosten van een zonne-energiesysteem vergeleken met systemen die gebruik maken van conventionele stringomvormers.

Maar de BWN POWER-micro-omvormer kan overal eenvoudig worden geïnstalleerd. Er zijn geen beperkingen wat betreft de installatielocatie, hij kan in elke hoek worden geplaatst en het is niet nodig om hem samen te stellen met fotovoltaïsche panelen. De Tentek-micro-omvormer kan de energieopslagfunctie voor thuis realiseren, en de conversie-efficiëntie ligt ook dicht bij die van traditionele omvormers.

Wanneer is een AC-zonnepaneel of micro-omvormer een betere keuze?

Zoals u kunt zien, zijn er een aantal voordelen verbonden aan AC-zonnepanelen die gebruik maken van micro-omvormers. De meest voorkomende reden waarom mensen ervoor kiezen is omdat ze schaduw hebben of omdat ze verschillende oriëntaties op hun dak moeten gebruiken om de stroom te genereren die ze nodig hebben.

Een toenemend aantal mensen kiest ook voor micro-omvormers omdat ze bereid zijn een premie te betalen om mismatch te voorkomen, hun redundantie te vergroten en toekomstige uitbreiding mogelijk te maken. De andere beschreven voordelen versterken de zaak vaak en sommige mensen houden gewoon van het idee om over de nieuwste/nieuwste technologie te beschikken.

Het is duidelijk dat als u schaduw of een suboptimale oriëntatie heeft, micro-omvormers een ideale keuze zijn en op de lange termijn goedkoper kunnen zijn omdat ze meer energie zullen produceren.

Daarnaast worden micro-omvormers een persoonlijke keuze over hoeveel u bereid bent te betalen, afgezet tegen de extra functies en voordelen.

Wie verkoopt AC-zonnepanelen en micro-omvormers?

Er zijn wereldwijd talloze fabrikanten die micro-omvormers aanbieden. Daarnaast hebben steeds meer distributeurs en dealers toegang tot micro-omvormers en kunnen deze op verschillende zonnepanelen naar keuze installeren. Als u echter op zoek bent naar een micro-omvormer met opslagfunctie, bieden momenteel alleen Enphase en BWN POWER dergelijke opties.

Het laatste woord

Sommige lezers hebben zich afgevraagd of AC-omvormers een doe-het-zelf-optie kunnen zijn, en het antwoord is nee, hoewel het wel dichtbij komt. Omdat u te maken heeft met wisselstroom van 240 V, is het nog steeds noodzakelijk om een ​​erkende elektricien te hebben om de installatie uit te voeren, en voor kortingen of teruglevertarieven (FIT's) is ook een erkende installateur vereist.

Het marktaandeel van AC-zonnepanelen met micro-omvormers moet nog worden bepaald, maar één ding is zeker: ze pakken effectief bepaalde complexe problemen aan en hebben een veelbelovende toekomst. Als hun kosten verder kunnen worden verlaagd, kunnen ze de dominante technologie voor zonne-energie-omvormers worden, waardoor de grote gecentraliseerde omvormers net zo achterhaald worden als mainframecomputers in de grote elektronische schroothoop in de lucht.

• Opgericht in het jaar
  --
• Soort bedrijf
  --
• Land / regio
  --
• Hoofdindustrie
  --
• hoofd producten
  --
• Enterprise Juridische persoon
  --
• Totaal werknemers
  --
• Jaarlijkse uitvoerwaarde
  --
• Exportmarkt
  --
• Medewerkte klanten
  --