Micro-omvormers Vs. DC optimizers: Welke optie is het beste?

SolarEde optimzer vs. Enphase micro-omvormer
SolarEde optimzer vs. Enphase micro-omvormer

Dit blogartikel houdt zich bezig met een cruciale vraag. Veel Nederlanders overwegen een zonnepaneelinstallatie te nemen. Als u voor paneeloptimalisatie hebt besloten: wat is de betere keuze, micro-omvormers óf power optimizers? Dit artikel gaat me in de problemen brengen met sommige zonnepaneelinstallateurs die het er niet mee eens zijn. Waarom? Het is ten slotte mijn bescheiden mening dat micro-omvormers (bijvoorbeeld Enphase, APS) beter zijn dan DC-optimizers (bijvoorbeeld SolarEdge of Tigo). Het houdt de gemoederen bezig en het geeft installateurs de kans zich van elkaar te onderscheiden.

Laat het geheel duidelijk zijn: dit artikel zegt niet dat micro-omvormers of gelijkstroom optimizers een betere keuze zijn dan een standaard centrale omvormer. Dat hangt helemaal af van de projectsituatie. Als u een onbeschaduwde dak hebt, en het is belangrijk dat uw systeem batterij klaar is, dan is een conventioneel systeem een ​​zeer verstandige keuze ook ten overstaan van de prijs die u ervoor betaalt. Als u echter een schaduw probleem hebt, dan is individuele paneeloptimalisatie bijna noodzakelijk. Uw keuze is dan tussen micro-omvormers of DC optimizer technologie.

Laten we terug gaan naar de basis en het vakjargon uitleggen die ik hier heb gebruikt. (Als u de voorkeur geeft aan video uitleg, bekijkt u dan de video hieronder). Er zijn 3 manieren waarop u zonnepanelen kunt aansluiten, ook wel topologieën genoemd.

  1. String-omvormers

De traditionele en meest gebruikte methode is om een ​​ string-omvormer te gebruiken. Het is goedkoop, er is een grote verscheidenheid aan producten beschikbaar en de technologie is goed te begrijpen. De stroom wordt verdeeld bij hoogspanning DC (typisch 200-500VDC) naar de omvormer waar het omgezet wordt in 220V wisselstroom. Het nadeel is, omdat alle zonnepanelen samen in serie zijn aangesloten, dat de afzonderlijke paneeluitgangen niet geoptimaliseerd worden.

String-omvormers
Traditionele string-omvormer

Als er schaduw valt, vervuiling of verschillende temperaturen optreden, kan de gehele productie dramatisch worden verminderd of zelfs gestopt. Dit is waar optimalisatie op paneelniveau kan helpen. Er worden twee primaire methoden gebruikt om dit te realiseren die we vandaag zullen onderzoeken – power optimizers (ook wel DC optimizers genoemd) en micro-omvormers.

  1. Power Optimizers

Power optimizers verdelen in wezen de traditionele string-omvormer in twee aparte onderdelen. De paneel optimizer is aan het zonnepaneel bevestigd en krijgt daarmee de voordelen van paneelniveau optimalisatie onder een breder aantal omstandigheden. Verschillende fabrikanten claimen verschillende voordelen en een paar ervan hebben joint ventures met fabrikanten van panelen en maken built-in optimizers. SolarEdge is hiervan een goed voorbeeld.

SolarEdge power optimizers
Power-optimizers, bijvoorbeeld SolarEdge

De stroom wordt gegenereerd bij hoogspanning DC (typisch 200-500VDC) en de omvormer, typisch op de muur gemonteerd, zet de gelijkstroom om naar AC. Daarmee krijg u de voordelen op paneelniveau optimalisatie en de kostenbesparing door het gebruik van een enkele string-omvormer.

  1. Micro-omvormers

Micro-omvormers nemen gewoon alle functies van een string-omvomer over en miniaturiseren op het zonnepaneelniveau. Daardoor heeft elk zonnepaneel een eigen geïntegreerde optimizer en omvormer bevestigd op of onder elk afzonderlijk zonnepaneel op het dak.

Micro-omvormers systeem
Micro-omvormer systeem

De opgewekte stroom wordt overgebracht bij 220V AC van elke micro-omvormer en is parallel verbonden en vervolgens direct aangesloten op de communicatiemodule. Verschillende fabrikanten claimen verschillende voordelen en nemen een paar kleine wendingen op het thema, maar de werking blijft hetzelfde.

Ik heb een kijkje genomen naar de belangrijkste problemen die micro-omvormers onderscheiden ten opzichte van optimizers en ze hieronder voor u opgenomen. In alle gevallen vergelijken we de betere / hoogwaardige producten, omdat in ons optiek lage kwaliteit omvormers, ongeacht welk type, een nachtmerrie zijn die moet worden vermeden!

Rendement micro-omvormers en optimizers

In het algemeen zijn string-omvomers typisch marginaal hoger in efficiëntie. Uw totale systeem efficiëntie (opbrengst) moet echter iets hoger zijn met optimizers of micro-omvormers omdat ze de individuele paneeluitvoer optimaliseren. Het verschil in beweerde efficiëntie tussen optimizers en micro-omvormers is zo klein, het is nauwelijks de moeite waard hier onderscheid in aan te merken, want die is verwaarloosbaar.

Installatiekosten micro-omvormers en optimizers

Optimizers vereisen enkel dat omvormers geïnstalleerd worden en DC-bekabeling beveiligingsapparatuur op het dak komt te liggen. Micro-omvormers gebruiken geen plug-and-play connectoren om zo te installeren. Als uw module al een optimizer heeft, dan kunt u alleen een omvormer installeren plus de bekabeling. Deze optie zou marginaal sneller kunnen zijn. Theoretisch gezien moet de efficiëntie van gelijkstroom- of AC-transmissie vanuit het dak ongeveer gelijk zijn, als daarbij aan de hand van normen wordt voldaan.

Flexibiliteit en uitbreiding micro-omvormers en optimizers

Omdat optimizers moeten worden ontworpen om de “maximale panelen per tekenreeks” op string-omvormers toe te passen, nemen de ontwerpdelen een beetje extra tijd in beslag. Niet alle omvormers functioneren goed met de beschikbare optimizers.

Micro-omvormer daarentegen hoeven alleen maar de stroomuitgang van het paneel aan te passen en zijn dan alleen beperkt door de capaciteit van wat zij “AC-takken” noemen, of, voor de leek, de vermogensgrens van de AC-kabel en het stekkersysteem. In de meeste residentiële applicaties treft u deze limiet niet zo gauw aan. Bovendien, als u later meer panelen wilt toevoegen, kan een micro-omvormer systeem dit gemakkelijk opvangen zolang u de grenzen van de AC tak niet overscheidt, en u kunt ze desgewenst één voor één toevoegen. Optimizers moeten worden aangepast aan de string-omvormer limieten, dus dat is een serieuzere beperking.

Als u grotere commerciële installaties bekijkt, bestaat er de theorie dat optimizers twee voordelen hebben. Ten eerste, u kunt kijken naar grotere omvormers die goedkoper worden als de schaal toeneemt. Ten tweede, drie fasen of “dubbele optimizers” die opbrengst uit twee panelen kunnen leveren, bieden verdere schaalbaarheidsvoordelen.

De ontwerp- en installatiecomplexiteit (in vergelijking met micro’s) is veel lager bij optimizers. Ik denk dat optimizers mogelijk een gering voordeel hebben ten opzichte van kosten bij schaalbaarheid.

Batterijen micro-omvormers en optimizers

Batterijen laden en ontladen DC-elektriciteit. Het moet goedkoper en gemakkelijker zijn om ze integreren met optimizers, omdat ze de DC-bedrading helemaal naar beneden brengen voor de centrale omvormer. De Tesla Powerwall bijvoorbeeld, is ontworpen om geïntegreerd te worden met omvormers van Solar Optimus en SolarEdge.

Een micro-omvormer systeem draait op AC, dus batterij-integratie zal altijd een extra batterij-omvormer nodig hebben om “AC pair” in het systeem te koppelen. Dit zal de batterij-integratie duurder maken met micro-omvormer systemen. Er is één uitzondering: de Enphase AC batterij. Als uw micro-omvormer systeem gebruik maakt van Enphase micro’s, dan zal u in 2017 ooit de AC-batterij van Enphase heel gemakkelijk kunnen toevoegen. Dit is een 1.2 kWh batterij die met een paar draden kan worden geïnstalleerd. Het wordt gecontroleerd door de bestaande micro-omvormer control box. Het is in wezen een batterij met een micro-omvormer.

Nadat de eerste batterij is geïnstalleerd, zijn de volgende accu’s plug en play. Het enige probleem is dat Enphase de prijs niet bekend heeft gemaakt. Als de prijs redelijk is, worden Enphase micro-omvormer systemen zeer batterijvriendelijk. Als de kosten van de AC-batterij hoog is, kunnen de batterijliefhebbers beter met behulp van de super goedkope Tesla Powerwall een optimaliseringssysteem aanschaffen.

Robuustheid van het systeem micro-omvormers en optimizers

Dit is een lastige. Enerzijds bestaat de logica om minder onderdelen op het dak te hebben (alleen de optimizer en niet de omvormer-elektronica). Intuïtief zou dit een hogere kans op betrouwbaarheid voor optimizers voorstellen. Echter, met het oog op geluiden in de markt zie ik geen bewijs van grote verschillen in uitvalpercentages. Met uitzondering van lage kwaliteit micro-omvormers. Wat we ook zien bij de top micro-omvormers is dat een zeer hoog volume productie en intensieve aandacht voor automobiel niveau kwaliteitsborging bieden.

Het is ook het geval dat in een micro-omvomer-systeem, als een kastje uitvalt, de rest van het systeem blijft werken. In een optimizer gebaseerde systeem, als de (single) sting-omvormer uitvalt, wordt het hele systeem afgesloten en in sommige gevallen als een enkele optimizer uitvalt, gaat de string in productie ook naar beneden. Dat gezegd hebbende, het vervangen van een enkele omvormer in de garage is makkelijker dan op het dak klimmen, zoals bij micro-omvormers vaak nodig is.

Theoretisch gezien moeten optimizers beter zijn, maar in vergelijking met top-end-micro’s en in het algemeen is dat verschil nauwelijks waarneembeer. Optimizers hebben twee potentiële punten van uitval – de optimizer en de omvormer – vergeleken met micro’s enkele punt. Ik denk dat dat de twee topologieën het duidelijkst onderscheidt.

Een andere factor om in overweging te nemen is de betrouwbaarheid van de zonnepanelen waaraan de omvormer of optimizer is gekoppeld. Potentieel geïnduceerde afbraak (PID) is een storingsmodus van zonnepanelen. Deze wordt door hoge spanningen binnen het paneel veroorzaakt. Dat kan wel 5-20 jaar na installatie oplopen. Micro-omvormers houden de panelen bij een veel lagere gelijkstroomspanning dan optimizers en dus is de theorie dat dit de kans op PID in de panelen vermindert. PID is een van de meest voorkomende oorzaken van zonnepanelen die op middellange tot lange termijn uitvallen.

Veiligheid micro-omvormers en optimizers

Over de hele wereld worden de risico’s van High Voltage DC verder besproken. Als alles perfect gedaan is, wordt er goede uitrusting gebruikt en onderhoud wordt regelmatig uitgevoerd. HV DC is prima en zeer efficiënt. Echter, de realiteit is dat dat vaak niet het geval is. De veiligheid op het dak is een groeiende zorg. HV DC en 240V AC zijn beide aanwezig in elektrocutie risico’s, maar HV DC kan eerder leiden tot het ontsteken van branden als het allemaal verkeerd gaat.

De grote optimizer fabrikanten spreken bijna allemaal over hun dakmonteerbare eenheden die fouten kunnen herkennen en de mogelijkheid hebben om afzonderlijke panelen te isoleren in geval van een storing. Zelfs als de HV DC-bekabeling nog steeds aanwezig is, lijken ze die in de hand te hebben. Wat niet leuk is, is dat u nog steeds DC-isolatoren nodig hebt. Deze zijn de voornaamste oorzaak van problemen in Nederlandse zonnepaneelsystemen. Ik merk ook op dat sommige een optionele apparaat nodig hebben om deze functionaliteit in brede omstandigheden mogelijk te maken, waardoor er ruimte is voor een uitval.

Micro-omvormers sluiten de DC niet uit; het wordt onmiddellijk omgezet naar 240 AC. Over het algemeen is het ook waarom dat elektriciens meer bekend zijn met AC. Theoretisch gebaseerd op al het bovenstaande, is het risico iets lager met micro’s.

Prijzen micro-omvormers en optimizers

De algemene marktprijs van een optimizersysteem (inclusief de omvormer en gelijkstroombeveiligingsuitrusting) is lager dan de meeste micro-omvormersystemen. De kloof is wel kleiner geworden. Optimizers zijn in mijn beleving duidelijk de betere keuze op gebied van prijs. Ik denk echter niet dat het hele verhaal vertelt wordt wanneer een eindklant voorlichting krijgt. Betrouwbaarheid, prestatie, aanpassingsvermogen en de laagste onderhoudskosten zijn voor hun prioriteit, hoewel klanten dat niet altijd zeggen. Ze willen geen gedoe en liever flexibiliteit. De installatiekosten van beide systemen zijn ongeveer hetzelfde. Er is waarschijnlijk een beetje meer design en specificatietijd nodig met optimizers. Voor flexibiliteit kun u het best kijken naar micro’s, maar qua schaalbaarheid moet u weer bij optimizers zijn. Uiteindelijk moet u betrouwbaarheids- en veiligheidsproblemen aanpakken. Dus qua ruwe prijs, winnen optimizers, maar qua levensduur en algemene prijs winnen de micro’s.

Op basis van deze beoordeling en mijn survey van zoveel andere beoordelingen die ik vond, denk ik niet dat optimzers of micro’s verschillende voordelen hebben die elkaar uitsluiten. Ze tonen elk wat voordelen en nadelen, maar op de uiteindelijke balans komen ze sterk met elkaar overeen.

Het wordt daarmee dus een subjectieve kwestie. Ik geef mijn mening en sta u ook toe om uw eigen afweging te maken. Ik denk dat onderhoudskosten, flexibiliteit en eenvoud goed zijn, dus ik geef aan micro’s de eerste plek. Maar als een Tesla Powerwall op mijn wenslijst zou staan, dan zouden optimizers beter passen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *