Wat is een omvormer en hoe werkt het?

Omvormers zijn een essentieel onderdeel van zonne-energiesystemen, en ze spelen een belangrijke rol bij het garanderen dat de door het paneel opgewekte energie efficiënt kan worden gebruikt. Omvormers zetten de gelijkstroom die door fotovoltaïsche cellen wordt opgewekt om in wisselstroom die geschikt is voor huishoudelijke apparaten, elektronica en andere apparatuur

Werking van een omvormer

Om te begrijpen hoe een omvormer werkt, is het belangrijk een basiskennis te hebben van elektriciteit en elektrische systemen. AC- en DC-stroom hebben elk hun eigen unieke kenmerken – AC fietst voortdurend heen en weer, terwijl DC in één richting stroomt. Een omvormer neemt gelijkstroom van de PV-cellen en zet die om in wisselstroom, wat een veel grotere efficiëntie mogelijk maakt bij het gebruik van elektriciteit in commerciële of residentiële omgevingen.

Qua constructie bestaat een omvormer meestal uit verschillende onderdelen, waaronder transformatoren, halfgeleiderschakelaars, oscillatoren en regelcircuits. De transformator verhoogt of verlaagt de spanning om te voldoen aan de eisen van het systeem, terwijl de oscillator een hoogfrequente pulsgolfvorm opwekt die dient als referentiesignaal voor de aansturing van de schakeltransistoren. Het regelcircuit controleert de ingangsspanningen en varieert de veiligheid van de uitgangsfrequentie om componenten te beschermen tegen overbelasting of kortsluiting

De omvormer speelt ook een essentiële rol bij het beheer van de toevoer van zonne-energie op momenten dat er niet genoeg zonlicht beschikbaar is – zoals ’s nachts of op bewolkte dagen – zodat overtollige energie die tijdens de piekuren overdag wordt opgewekt, toch de hele dag kan worden gebruikt. Dit helpt ervoor te zorgen dat al het beschikbare zonlicht optimaal wordt gebruikt voor het opwekken van elektriciteit voor gebruik in huizen of bedrijven

Omdat omvormers grote hoeveelheden stroom en extreme temperaturen moeten verwerken, worden ze gewoonlijk gemaakt van robuuste materialen zoals aluminium behuizingen met koelventilatoren om een goede werking gedurende lange perioden te garanderen. Het is ook belangrijk voor huiseigenaren die oplossingen voor zonne-energie overwegen om een omvormer van de juiste grootte te kiezen op basis van hun specifieke behoeften, zodat een maximaal rendement uit hun systeem kan worden gehaald

Uiteindelijk is het duidelijk dat een betrouwbare omvormer in je zonne-installatie zowel een kostenbesparende maatregel is als een manier om de efficiëntie te maximaliseren bij het omzetten van hernieuwbare energiebronnen zoals zonlicht in bruikbare stroom. Omvormers bieden vitale functionaliteit als het gaat om het omzetten van door fotovoltaïsche cellen opgewekte gelijkstroom in wisselstroom die compatibel is met huishoudelijke apparaten, zodat iedereen toegang heeft tot schone energiebronnen, waar hij ook woont!

De rol van omvormers in zonnestroomsystemen

Omvormers spelen een belangrijke rol in zonnestroomsystemen door de gelijkstroom die door fotovoltaïsche cellen wordt opgewekt om te zetten in wisselstroom, die efficiënter kan worden gebruikt in woningen en commerciële omgevingen. Ze bestaan meestal uit transformatoren, halfgeleiderschakelaars, oscillatoren en regelcircuits.

Omvormers zijn een essentieel onderdeel van een energiesysteem, omdat ze de omzetting van gelijkstroom (DC) in wisselstroom (AC) mogelijk maken. Bovendien zijn ze van het grootste belang om het energieverbruik te regelen als er weinig zonlicht beschikbaar is, zoals ’s nachts of bij donkere wolken. Bij het kiezen van de beste omvormer voor je zonnepanelen is het belangrijk om rekening te houden met het totale vermogen van alle panelen, hun oriëntatie, en of er schaduw is op een van hen. In het algemeen vragen meer zonnepanelen een groter vermogen van hun omvormer. Op bepaalde plaatsen met minder ideale omstandigheden, zoals in Nederland, moeten sommige omvormers op een lager vermogen worden ingesteld om onder zulke omstandigheden efficiënt te kunnen werken. Dit proces staat bekend als dimensionering en omvat het kalibreren van de omvormer om te voldoen aan de eisen van elke individuele opstelling.

Transformatoren verhogen of verlagen de spanning om aan de behoeften van het systeem te voldoen, terwijl oscillatoren een hoogfrequente pulsgolfvorm genereren die dient als referentiesignaal voor de aansturing van de schakeltransistors. Regelkringen helpen ook de ingangsspanningen te regelen en variëren de uitgangsfrequentie om componenten te beschermen tegen overbelasting of kortsluiting

Omvormers zetten niet alleen gelijkstroom om in wisselstroom, maar dienen ook een essentieel doel bij het beheer van het energieverbruik op momenten dat er te weinig zonlicht beschikbaar is – zoals ’s nachts of op bewolkte dagen – zodat alle beschikbare zonne-energie toch de hele dag kan worden benut. Dit helpt het rendement van het zonne-energiesysteem te maximaliseren, zodat alle energie van de zon verstandig wordt gebruikt

Omdat omvormers te maken hebben met grote hoeveelheden krachtige elektriciteit en extreme temperaturen, is het belangrijk dat ze gemaakt zijn van robuuste materialen zoals aluminium behuizingen met koelventilatoren, zodat ze zonder problemen langere tijd kunnen blijven functioneren. Huiseigenaren moeten ook overwegen een omvormer van de juiste grootte te kiezen op basis van hun specifieke behoeften om de prestaties van hun zonnestroomsysteem te verbeteren

Tenslotte kan niet worden onderschat hoe waardevol een omvormer is voor een zonnestroomsysteem. Zonder omvormer zou veel van de door fotovoltaïsche cellen opgewekte energie verloren gaan, omdat die niet effectief gebruikt zou kunnen worden. Omvormers zetten niet alleen gelijkstroom om in wisselstroom, maar beheren ook het energieverbruik in perioden waarin er weinig zonlicht beschikbaar is, zodat bewoners en bedrijven toegang hebben tot hernieuwbare elektriciteitsbronnen, waar ze ook wonen!

MPP Trackers

Het MPP tracking systeem is een manier om het rendement van zonnepanelen te maximaliseren door hun hoogste punt te bepalen en de juiste elektrische weerstand te bieden. Dit zorgt voor maximale energieopbrengst en minimaal vermogensverlies. Meerdere MPP trackers kunnen worden gebruikt in specifieke omstandigheden zoals installaties met 10 of meer zonnepanelen, gevallen van schaduw of wanneer verschillende panelen worden gebruikt die zich op verschillende oriëntaties of hellingen bevinden.

Voor een maximaal rendement meet de omvormer de opbrengst van een reeks zonnepanelen en schakelt dan naar het punt waar hij zijn Maximum Power Point (MPP) bereikt. Dit schakelproces zorgt ervoor dat er tijdens de werking weinig tot geen verlies optreedt. Om dit rendement verder te verhogen kunnen in verschillende scenario’s twee of meer trackers worden toegepast

• Bij grotere installaties – die met 10 of meer zonnepanelen
• Als sommige delen van de zonnepaneleninstallatie gedeeltelijk in de schaduw liggen
• Als er meerdere typen zonnepanelen zijn geïnstalleerd
• Als sommige delen van de opstelling een andere oriëntatie of helling hebben dan andere

Maximum Power Point Trackers (MPP trackers) meten de output van zonnepanelen om hun meest efficiënte werkingspunt te bepalen. Ze bieden weerstand om de energie-output te maximaliseren en schakelen de omvormer om als een ander punt gunstiger is. Dit helpt eventuele verliezen door schaduw of onvoldoende zonlicht te beperken. Afhankelijk van het aantal betrokken zonnepanelen, of als één paneel in de schaduw ligt, kunnen twee of meer MPP trackers nodig zijn in grotere installaties met 10 of meer zonnepanelen

Door een MPP volgsysteem te gebruiken kan men ervoor zorgen dat men het meeste uit zijn zonnesystemen haalt en tegelijkertijd verliezen in termen van stroomcapaciteit en algemene efficiëntie minimaliseert. Bovendien kan door het combineren van meerdere trackers een nog grotere mate van optimalisatie worden bereikt, waardoor het mogelijk wordt om uit elke configuratie een maximaal rendement te halen, hoe complex die ook lijkt.

Maximum Power Point Trackers (MPP trackers) meten en analyseren de output van zonnepanelen en stellen het meest productieve werkpunt vast. De weerstand die deze trackers bieden maximaliseert de energieproductie, terwijl de omvormers worden omgeschakeld wanneer een andere positie effectiever kan zijn. Voor installaties met 10 of meer zonnepanelen kunnen twee of meer MPP trackers nodig zijn vanwege schaduwwerking of verschillende oriëntaties tussen de panelen.

De juiste omvormer kiezen

Bij het kiezen van een omvormer voor een zonne-energiesysteem moet rekening worden gehouden met meerdere factoren, waaronder het totale vermogen van de panelen, hun oriëntatie en of één paneel schaduw heeft. Zonnesystemen met een groter aantal panelen zullen meer vragen van de bijbehorende omvormer, zodat alle onderdelen goed kunnen functioneren en verliezen door onvoldoende zonlicht of schaduw worden beperkt. Om in dergelijke gevallen de energieopbrengst van elk afzonderlijk paneel te optimaliseren, moeten er optimizers onder worden geïnstalleerd; deze “slimme kastjes” zorgen ervoor dat elk paneel op zijn piekrendement presteert en meten dit ook afzonderlijk. Bovendien genereert niet elk zonnepaneel evenveel energie door de verschillende oriëntaties of schaduwen; dit helpt inefficiënte verliezen in alle onderdelen van het systeem te voorkomen

Optimizers

Optimizers zijn gadgets die aan de onderkant van zonnepanelen kunnen worden bevestigd om hun efficiëntie bij het opwekken van elektriciteit te verhogen. Deze slimme apparaten detecteren discrepanties in de hoeveelheid energie die op een bepaald moment wordt opgewekt, zelfs bij schaduw of verschillende oriëntaties. Dit betekent dat elk afzonderlijk paneel afzonderlijk wordt gecontroleerd en aangepast, zodat de energieopbrengst ervan wordt gemaximaliseerd.

Dit leidt uiteindelijk tot een verhoging van de totale systeemprestatie, omdat elk paneel zijn deel bijdraagt aan de totale opbrengst. Zonder optimizers is het heel goed mogelijk dat één of twee zonnepanelen aanzienlijk minder productief zijn dan hun tegenhangers, wat leidt tot een lager rendement en dus een lagere elektrische opwekking in het hele systeem

Naast het controleren en aanpassen van de energieopbrengst van elk paneel op individuele basis, kunnen optimizers ook het hele systeem van tijd tot tijd controleren en dienovereenkomstig aanpassen. Dergelijke functies kunnen helpen om eventuele problemen met bepaalde panelen sneller op te sporen, zodat operators ineffectieve zonnecellen kunnen identificeren voordat er aanzienlijke verliezen optreden. Ook al zijn de veranderingen klein, deze kleine verbeteringen tellen allemaal op en leiden tot een hogere totale opbrengst van het hele systeem

Bovendien leveren optimizers ook real-time gegevens over de energieproductie van elk paneel in een duidelijk en gemakkelijk te begrijpen formaat. Zo kunnen exploitanten de prestaties van hun systeem altijd in de gaten houden zonder dure externe apparatuur of specialistische kennis van de werking van zonne-energie nodig te hebben. De verzamelde gegevens kunnen vervolgens worden gebruikt om beslissingen te nemen over toekomstige investeringen of onderhoudstaken die op een bepaalde cel of cellenreeks moeten worden uitgevoerd

Kortom, optimisers zijn beproefde apparaten die een onschatbaar inzicht geven in de prestaties van een zonnepaneel en tegelijkertijd het totale elektrische rendement ervan verhogen door het vermogen van de afzonderlijke panelen te maximaliseren. Hun vermogen om zowel specifieke cellen als hele systemen te bewaken is een uiterst waardevol hulpmiddel voor iedereen die betrokken is bij het beheer van dergelijke fotovoltaïsche installaties, en helpt hen het maximale uit hun systemen te halen, zowel wat betreft kostenbesparingen als rendement op lange termijn.