String-omvormers – functie, gebruik, voor- en nadelen

Wat is een stringomvormer?

Een omvormer vormt het hart van een zonnesysteem. Het zet immers de door de zonnepanelen opgewekte gelijkstroom om in technisch bruikbare wisselstroom, die dan ter plaatse rechtstreeks kan worden verbruikt of ook aan het elektriciteitsnet kan worden geleverd.

Een stringomvormer wordt gebruikt om meerdere in serie geschakelde zonnepanelen in een “string” te laten werken. Deze tekenreeks wordt soms ook een string genoemd. Daarom wordt de term string-omvormer gebruikt.

Hoe werkt een stringomvormer?

Afhankelijk van de heersende omstandigheden, zoals de temperatuur van de zonnecellen, schommelt het rendement van een zonnesysteem. Aangezien het door het systeem geproduceerde vermogen overeenkomt met het product van de stroomsterkte en de stroomspanning, worden deze twee parameters door een omvormer zo optimaal mogelijk geregeld.

Het punt waarop het hoogste vermogen wordt bereikt, wordt het “Maximum Power Point” of kortweg MPP genoemd. Door de vermogensweerstand te variëren, past de stringomvormer de stroomcomponenten zo aan dat de afzonderlijke cellen zo dicht mogelijk bij het MPP komen. Deze aanpassing gebeurt in dezelfde mate voor alle modules van een string.

Als deze modules verschillend worden bestraald, is de situatie dus suboptimaal, omdat sommige modules dan relatief ver van hun MPP werken.

Daarom moeten, indien mogelijk, alleen modules met een vergelijkbaar vermogen aan elkaar worden gekoppeld. In principe wordt elke string van modules bediend met een string-omvormer. Multistring-omvormers kunnen echter meerdere modulestrings aansturen.

Voordelen en nadelen van een string-omvormer

String-omvormers combineren de voordelen van module-omvormers met die van centrale omvormers. Zij combineren echter ook de overeenkomstige nadelen in afgezwakte vorm.

Het grootste voordeel van het gebruik van een string-omvormer is dat er geen MPP voor het hele systeem wordt ingesteld. In plaats daarvan worden alleen de modules op één string gelijk behandeld. Als deze verbinding intelligent wordt gekozen en krachtige en minder krachtige modules op één string worden gecombineerd, kan met een stringomvormer een hoog rendement worden bereikt.

Door de fotovoltaïsche modules in strings te bedraden, kunnen de kabelverliezen worden beperkt en, door tegelijkertijd de kabeldoorsneden te verminderen, de installatie- en exploitatiekosten worden verlaagd.

Aangezien geen enkele omvormer een rendement van 100% heeft, moeten met name grote fotovoltaïsche systemen zo mogelijk niet met string-omvormers worden gebruikt. De verliezen van de vele individuele omvormers tellen dan namelijk op. Bovendien zouden de installatie- en onderhoudskosten dan aanzienlijk stijgen.

Toepassingsgebieden van een stringomvormer

Voor systemen met een oppervlakte van 30 vierkante meter of meer is het meestal de moeite waard om een string-omvormer te gebruiken. Hoe groter het zonnesysteem, hoe meer een centrale omvormer de moeite waard is.

In het algemeen zijn string-omvormers bijzonder populair voor systemen met regelmatige gedeeltelijke beschaduwing. De modules kunnen dan namelijk worden gegroepeerd op basis van hun vermogen en elk van deze groepen kan worden uitgerust met een string-omvormer.

In principe kunnen string-omvormers ook met andere typen omvormers worden gecombineerd. Het is bijvoorbeeld denkbaar om regelmatig beschaduwde modules te voorzien van een string-omvormer en de rest van het systeem te bedienen met een centrale omvormer.

Dankzij hun voordelen, vooral voor middelgrote systemen, worden string-omvormers zeer vaak gebruikt voor zonne-installaties op particuliere daken. Hier vervullen zij hun taak als “kip-en-ei” en zorgen zij voor een relatief hoog systeemrendement in combinatie met gematigde aanschaf- en onderhoudskosten. Daarom domineren string-omvormers de markt voor particuliere gebruikers.