3 Micro-omvormers

Elk paneel krijgt zijn eigen omvormer. De omzetting gebeurt dus per paneel in plaats van per reeks panelen. Omdat elk paneel apart werkt, trekt een geschaduwd of beschadigd paneel de andere niet mee omlaag. Het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) merkt op dat micro-omvormers meer kunnen kosten dan een stringomvormer, zie Stringomvormer.

Let op bij toestellen met meerdere paneelaansluitingen. Sommige micro-omvormers bedienen twee of vier panelen en delen dan één regeling. Dat is iets anders dan een eigen regeling per paneel. In de offerte of op de datasheet zie je hoeveel onafhankelijke MPPT-regelaars het toestel heeft, zie MPPT. Helemaal onafhankelijk zijn de panelen ook dan niet: de gemeenschappelijke wisselstroomkabel en de netspanning raken alle toestellen tegelijk. Loopt de spanning in de straat boven 253 volt op, dan schakelen ze allemaal af.

NREL en een testlabo vergeleken twee identieke installaties, één met een stringomvormer en één met micro-omvormers, onder drie gecontroleerde schaduwniveaus. Die niveaus waren gebaseerd op metingen bij meer dan 60 woninginstallaties.

De test vond plaats in Californië in 2011. De micro-omvormers wonnen daarbij ongeveer 45 tot 55 % van de door schaduw verloren instraling terug. Het "meer dan 12 %" uit persberichten geldt alleen voor zware schaduw.

• Diffuus licht. Het voordeel hangt samen met de verhouding tussen diffuus licht (verstrooid licht uit de hele hemel) en het totale licht, kortweg Kd. Bij een Kd tot 0,5 is het voordeel ongeveer 50 % van het schaduwverlies, bij 0,75 zo'n 30 % en bij 0,9 nog 15 %. Voor Utrecht geeft PVGIS, de zonnedatabank van de Europese Commissie, maandgemiddelden tussen 0,49 (april) en 0,68 (december).
• De vergelijkingsomvormer. Als de stringomvormer in de test het hoogste werkpunt mist, kost dat bij matige schaduw zo'n 2 % extra. Dat blaast het voordeel van micro-omvormers iets op.
• Onzekerheid. De methode heeft een onzekerheid van ongeveer 1 % absoluut, onder meer omdat één type schaduwscherm is gebruikt.
• Amerikaanse test. Of de winst bij typisch Nederlandse schaduw, zoals een schoorsteen, een boom of een dakkapel, even groot is, is niet gemeten. Lees de cijfers als indicatie.

• Alle micro-omvormers tellen samen. Aan de wisselstroomkant hangen ze allemaal op dezelfde groep of groepen van je meterkast. Zeven of acht micro-omvormers van 370 VA leveren samen evenveel stroom als één stringomvormer van 3 kVA, en dat moet je aansluiting aankunnen. Boven zo'n 4 kWp raden netbeheerders driefase aan; bij micro-omvormers betekent dat dat de installateur ze over de drie fasen verdeelt. Meer in Eenfase of driefase.
• Elk type moet aan de Europese eisen voldoen. De netcode "Requirements for Generators" (RfG) geldt in Nederland vanaf 0,8 kW. Netbeheer Nederland houdt een lijst bij van goedgekeurde omvormers voor kleine installaties. Wat netbeheerders verder vragen, lees je in Netbeheerderseisen.
• Aanmelden. Zoals bij elke installatie meld je de panelen aan via energieleveren.nl. Een wettelijke keuring is er in Nederland niet. De installatie moet wel voldoen aan NEN 1010, zie NEN 1010 en inspectie.
• Levensduur. Een omvormer gaat gemiddeld 10 tot 15 jaar mee. Of dat voor micro-omvormers anders is, lees je in Levensduur en vervanging.

Stekkerpanelen, ook balkonpanelen genoemd, werken meestal met een kleine omvormer van het micro-type die je in een gewoon stopcontact steekt. Een aparte Nederlandse regeling voor zulke toestellen vonden we niet.

Wat wel vaststaat:

• Ook een stekkerpaneel meld je aan via energieleveren.nl. Dat geldt voor elke installatie die stroom kan terugleveren.
• De installatie moet voldoen aan de technische eisen. In de meterkast is dat NEN 1010.
• De Europese eisen voor kleine opwekinstallaties (RfG) gelden in Nederland vanaf 0,8 kW. Een kleine stekkerset blijft daar vaak onder, maar dat zegt niets over de veiligheid van het toestel of van je groep.

Een vaste landelijke vermogensgrens voor stekkerpanelen vonden we in officiële Nederlandse bronnen niet. Wij zouden er een installateur bij halen die nakijkt of de groep waarop je het paneel aansluit de extra stroom aankan, en of de omvormer automatisch afschakelt als het net wegvalt. Hoe je een stekkerpaneel in een huurwoning of appartement plaatst, met toestemming van verhuurder of VvE, lees je in Stekkerpanelen.

Een gezin in Arnhem heeft 8 panelen van 435 Wp (3,48 kWp) op een zuidgericht dak met 35° helling. Een schoorsteen beschaduwt in de namiddag een paar panelen.

We gaan uit van zo'n 3.000 kWh per jaar zonder schaduw (Milieu Centraal, 8 panelen van 435 Wp) en micro-omvormers van 370 VA per paneel, ruwweg 85 % van het paneelvermogen. Het schaduwverlies van dit dak is niet gemeten. We passen de NREL-percentages als illustratie toe op de 3.000 kWh zonder schaduw. Dat is een bovengrens, want met schaduw levert de string minder.

Milieu Centraal rekent zonder batterij met 30 % zelfverbruik. ⏱ Vanaf 2027 is een extra kWh dan gemiddeld zo'n 8,5 cent waard (25 cent als je hem zelf gebruikt, rond de 1,5 cent netto als hij het net op gaat). De winst bij lichte schaduw is zo'n 9 euro per jaar, bij matige schaduw zo'n 20 euro. Wat acht micro-omvormers meer kosten dan één stringomvormer, staat in je offerte; daar rekenen we hier niet mee.

Hoe die rekensom bij jou uitvalt, hangt aan hoeveel panelen hoeveel uren in de schaduw liggen. Dat is bij elk dak anders. Een installateur die ter plaatse kijkt, ziet het meteen, en de MYNRG Check zet het naast je verbruik. Je kiest voor tien jaar of meer. Doe de MYNRG Check.

Gaat één micro-omvormer stuk, dan blijven de andere meestal gewoon werken. Het defecte toestel hangt wel onder of achter een paneel op het dak. Een lange productgarantie van de fabrikant zegt nog niet wie het werk betaalt: het opsporen van het defect, het losmaken van een paneel, de steiger of hoogwerker en de werkuren. Kijk in je offerte of die zijn inbegrepen, en wie het defecte toestel opspoort als de monitoring niet werkt. Hoe lang een omvormer meegaat, lees je in Levensduur en vervanging.

• Zonder schaduw is er bijna geen voordeel. Het voordeel van micro-omvormers zit vooral in schaduw en in flexibiliteit bij meerdere dakvlakken. Zie MPPT.
• Hoe diffuser het licht, hoe kleiner het voordeel. Van ongeveer 50 % van het schaduwverlies naar 15 % bij een Kd van 0,9. In Utrecht loopt de Kd van 0,49 tot 0,68, met de hoogste waarden van november tot januari.
• Een monitoring per paneel laat zien welk paneel achterblijft. Bij een stringomvormer zie je alleen het totaal van de string.
• Te hoge netspanning raakt alle micro-omvormers tegelijk. Een omvormer per paneel lost het uitvallen op zonnige middagen dus niet op. Daarover gaat Netcongestie en terugleveren.

• Onderdimensionering per paneel. Omdat een micro-omvormer meestal kleiner is dan het paneel, treedt er afkappen per paneel op. Een berekening op PVGIS-uurwaarden (Utrecht, zuid 35°) geeft 0,01 % verlies bij 83 % (ratio 1,2), 0,21 % bij 77 % (ratio 1,3) en 0,86 % bij 71 % (ratio 1,4). Bij een oost-westopstelling blijft het verlies 0 % tot en met ratio 1,6. Zie DC/AC-ratio en afkappen.
• Het testprotocol. NREL ontwierp een herhaalbare schaduwtest. Voor alle schaduwniveaus werd dezelfde soort gaas met 37 % doorlating gebruikt, wat de onzekerheid van ongeveer 1 % mee verklaart.
• Eenvoudig model. De relatieve productie van de micro-opstelling is ongeveer 1 − 0,67·S en die van de string 0,99 − 1,36·S, met S het schaduwaandeel van het systeem. De string vlakt af bij zo'n 37 % van het normale vermogen.
• Normen. Omvormers voor kleine installaties worden getest volgens de Europese norm NEN-EN 50549-1. Een omvormer die aan de gelijkstroomzijde ook een batterij bedient, moet voor beide toepassingen geschikt zijn.

• US Department of Energy, Solar Integration: Inverters and Grid Services Basics
• NREL, Photovoltaic Shading Testbed (2012)
• NREL, Partial Shade Evaluation of Distributed Power Electronics for Photovoltaic Systems
• Netbeheer Nederland, handleiding compliance RfG (type A vanaf 0,8 kW)
• Netbeheer Nederland, lijst goedgekeurde omvormers type A
• Netbeheer Nederland, factsheet spanningsproblemen door zonnepanelen
• Milieu Centraal, Kosten en opbrengst zonnepanelen
• PVGIS (JRC, Europese Commissie)