Hybride omvormers: functie, gebruik, voor- en nadelen

Een hybride omvormer combineert de taken van een omvormer met die van een zonnebatterij. Hij kan dus zowel de polariteit van de stroom aanpassen als tijdelijk een bepaalde hoeveelheid stroom opslaan.

Hoe werkt een hybride omvormer?

Bij een hybride omvormer kan een onderscheid worden gemaakt tussen eenfasige en driefasige modellen.

Eenfasige hybride omvormers hebben meestal een uitgangsvermogen van 350 tot 4000 volt-ampère. Zij leveren de ontbrekende energie van de batterij. Dit wordt dan doorgetrokken naar alle drie de fasen.

Driefase hybride omvormers hebben 3 400 VAC driefase uitgangen. Het nominale vermogen bedraagt 4.200 tot 24.000 volt-ampère.

Hoewel het veranderen van de polariteit van de stroom de primaire taak van een omvormer is, heeft dit apparaat nog een andere bijzonder belangrijke taak.

Door de vermogensweerstand te variëren wordt de verhouding tussen de stroomsterkte en de stroomspanning in de zonnecel zodanig gewijzigd dat het product van deze twee parameters wordt gemaximaliseerd. Dit product vertegenwoordigt het bruikbare vermogen van de zonnecel.

Wanneer een zonnecel het maximaal mogelijke vermogen bereikt, wordt dit het “Maximum Power Point” of kortweg MPP genoemd. De omvormer zorgt er dus voor dat de zonnecellen zo lang mogelijk in de buurt van het MPP kunnen werken.

Toepassingsgebieden van een hybride omvormer

Hybride omvormers zijn bijzonder geschikt om een zo hoog mogelijk eigenverbruik van de opgewekte zonnestroom te garanderen. Dit kan leiden tot een economisch voordeel voor de betrokken exploitant, aangezien het feed-in tarief voor zonne-energie aanzienlijk lager is dan de elektriciteitsprijzen voor eindgebruikers.

De verhoogde zelfconsumptie wordt gewaarborgd doordat het elektriciteitsopslagsysteem energie levert wanneer de output van het zonnesysteem te laag is, bijvoorbeeld in de avonduren.

Een ander toepassingsgebied voor hybride omvormers is in gebieden waar een noodstroomvoorziening nodig is. Medische apparatuur of technische systemen kunnen bijvoorbeeld blijven werken als het elektriciteitsnet uitvalt. De batterij van de hybride omvormer kan dus dienen als noodstroomgenerator.

Er zij echter op gewezen dat er een vertraging van ongeveer 5 seconden optreedt voordat de voeding uit de batterij de netstroom kan vervangen. Gevoelige apparaten zoals PC’s moeten daarom een eigen batterij hebben om deze vertraging te compenseren.

Voordelen en nadelen van een hybride omvormer

In vergelijking met een van de omvormer gescheiden zonnebatterij hebben hybride omvormers het voordeel dat de elektriciteit, afhankelijk van het ontwerp, ook als gelijkstroom kan worden opgeslagen. Dit resulteert in lagere opslagverliezen.

Hybride omvormers zijn echter relatief duur in vergelijking met andere typen omvormers. Maar ze zijn meestal goedkoper dan de aanschaf van afzonderlijke zonnebatterijen en omvormers.

Om ten volle te profiteren van de ingebouwde opslag, loont het de moeite om hybride omvormers zo groot mogelijk te maken. Dit betekent dat in de meeste gevallen het gehele fotovoltaïsche systeem met één hybride omvormer wordt bediend.

Het is dan gunstig dat het rendement van een grote omvormer meestal zeer hoog is.

Het feit dat slechts één MPP kan worden ingesteld voor het gehele zonnestelsel kan echter een nadeel hebben. Indien de afzonderlijke modules zeer verschillende vermogens leveren, bijvoorbeeld als gevolg van gedeeltelijke beschaduwing van het systeem, kan dit tot uiting komen in een relatief laag rendement van het systeem. Dit is te wijten aan het feit dat veel modules niet op het MPP werken.

Conclusie

Een hybride omvormer heeft tot taak gelijkstroom om te zetten in wisselstroom. Vergeleken met een conventionele omvormer kan hij de stroom tijdelijk opslaan met behulp van een intern of extern opslagapparaat.

Hybride omvormers ontwikkelen hun volledige economische potentieel als de geïntegreerde elektriciteitsopslag het zelfverbruik verhoogt of een noodgenerator kan worden gespaard. Als aan deze voorwaarden niet wordt voldaan, hebben hybride omvormers meestal een economisch nadeel – in vergelijking met andere omvormers.