Centrale omvormers: functie, gebruik, voor- en nadelen

Wat is een centrale omvormer?

Een centrale omvormer wordt centraal gebruikt voor een heel fotovoltaïsch systeem. Dienovereenkomstig zet het de stroom van alle modules van het systeem om in wisselstroom. Centrale omvormers zijn bijzonder geschikt voor grote PV-systemen in handel en industrie.

Met behulp van een centrale omvormer (zoals alle omvormers in het algemeen) kan de door een zonnesysteem geproduceerde gelijkstroom worden omgezet in bruikbare wisselstroom. Daarom is een omvormer een van de belangrijkste onderdelen van een fotovoltaïsch systeem, waarmee de geproduceerde elektriciteit aan het net kan worden geleverd of direct ter plaatse kan worden verbruikt.

Hoe werkt een centrale omvormer?

Met een centrale omvormer worden de strings van alle modules centraal samengebracht. De centrale omvormer bevindt zich vaak in een technische ruimte en bestuurt van daaruit het hele systeem.

Door de afzonderlijke modules te koppelen, kan alleen een gemeenschappelijke MPP voor alle modules worden ingesteld. Dit betekent dat de optimalisatie voor alle modules van het systeem hetzelfde is – zelfs als ze onder verschillende omstandigheden werken (bijvoorbeeld met verschillende schaduw, oriëntatie of dakhelling).

Dit is problematisch omdat sommige modules onder verschillende omstandigheden zeer ver van hun MPP werken. Dit vermindert de efficiëntie van de elektriciteitsproductie aanzienlijk.

Daarom moet een centrale omvormer, indien mogelijk, alleen worden gebruikt in systemen met homogene omstandigheden.

Voordelen en nadelen van een centrale omvormer

Om technische redenen kunnen centrale omvormers slechts één MPP instellen voor alle aangesloten modules. Als het systeem bijvoorbeeld gedeeltelijk in de schaduw staat, wordt dus niet goed voldaan aan de eisen van de afzonderlijke modules. De totale efficiëntie van het systeem wordt daardoor aanzienlijk verminderd.

Indien echter voor het gehele systeem homogene omstandigheden gelden, zijn centrale omvormers overtuigend door hun bijzonder hoge efficiëntie. Hierdoor kan de elektriciteitsproductie worden gemaximaliseerd.

Naast de hogere elektriciteitsproductie door middel van een centrale omvormer vermindert dit apparaat ook de verliezen bij het voeden van de elektriciteit aan het openbare net. Een centrale omvormer kan namelijk gemakkelijker de netspanning bereiken.

Centrale omvormers zijn relatief duur. Er is echter een prijsvoordeel verbonden aan de aankoop van grotere systemen in vergelijking met de installatie van vele afzonderlijke omvormers. Bovendien is het onderhoud van één centrale omvormer eenvoudiger en dus goedkoper dan dat van vele afzonderlijke omvormers.

Tegenover de voordelen van de centrale omvormer staan relatief hoge warmteverliezen in de omvormer. Bovendien zorgt een defect in een centrale omvormer ervoor dat het gehele fotovoltaïsche systeem uitvalt en dat het defect dus niet beperkt blijft tot afzonderlijke modules.

Toepassingsgebieden

Centrale omvormers worden bij voorkeur gebruikt in grote systemen met vergelijkbare omstandigheden voor de afzonderlijke modules. Hierdoor kan de efficiëntie van het systeem worden geoptimaliseerd. Met behulp van een centrale omvormer kunnen grote systemen ook uitstekend op afstand worden bestuurd en gecontroleerd.

Hoe groter een fotovoltaïsch systeem is, hoe voordeliger centrale omvormers over het algemeen zijn. Dit komt doordat de investeringskosten onderhevig zijn aan kostendegressie. Voor een relatief klein systeem kunnen deze kosten oplopen tot 500 €/kW. Voor grote systemen kunnen prijzen van minder dan 100 €/kW worden verwacht.