2 Stringomvormer

Een string is een reeks panelen die in serie hangen. De spanningen tellen op, de stroom blijft gelijk. De stringomvormer bedient één of meer van die strings. Het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) noemt het type kostenefficiënt, met als zwakte dat de output van de hele string daalt als één paneel beschaduwd of beschadigd is.

Een stringomvormer heeft meestal één of meer MPPT-ingangen. MPPT (maximum power point tracking) is het voortdurend zoeken naar het werkpunt waarop een string het meeste vermogen levert. Wat dat betekent voor een dak met schaduw of twee richtingen, lees je in MPPT en Stringdimensionering.

Dat één zwak paneel de hele string tot zijn eigen niveau trekt, is te eenvoudig gesteld. Een paneel heeft bypassdiodes die een beschaduwd deel overbruggen, zodat de rest van het paneel en van de string blijft meewerken. Er gaat wel nog altijd energie verloren. Hoeveel, lees je in Schaduw, bypassdiodes en optimizers.

NREL, het Amerikaanse onderzoekslabo voor hernieuwbare energie, plaatste twee identieke installaties naast elkaar. De ene had een stringomvormer, de andere een micro-omvormer per paneel. Over beide werd een gecontroleerde schaduw gelegd. De drie schaduwniveaus waren gebaseerd op metingen bij meer dan 60 woninginstallaties.

De micro-omvormers wonnen ongeveer 45 tot 55 % van de door schaduw verloren instraling terug. Het "meer dan 12 %" uit persberichten geldt dus alleen voor zware schaduw.

NREL leidt er ook twee eenvoudige modellen uit af. Met S als het schaduwaandeel van het systeem is de relatieve productie van de stringomvormer ongeveer 0,99 − 1,36·S en die van de micro-omvormer 1 − 0,67·S. Per procent schaduw verliest de string in deze test ruwweg dubbel zoveel, tot hij afvlakt bij zo'n 37 % van het normale vermogen.

• Diffuus licht verkleint het voordeel. Het voordeel van micro-omvormers hangt samen met de verhouding tussen diffuus licht (verstrooid licht uit de hele hemel) en het totale licht, kortweg Kd. Bij een Kd van 0,5 of lager is het voordeel ongeveer 50 % van het schaduwverlies, bij 0,75 zo'n 30 % en bij 0,9 nog 15 % (NREL).
• Nederland zit aan de lage kant. Uit PVGIS-gegevens voor Utrecht (maandgemiddelden 2005 tot 2023) komt een Kd tussen 0,49 in april en 0,68 in december. In lente en zomer ligt hij tussen 0,49 en 0,54, in herfst en winter tussen 0,53 en 0,68. Dat is het gebied waarin het voordeel van micro-omvormers het grootst is, al schuift het in de winter naar beneden.
• Het is een Amerikaanse test. Ze vond plaats in Californië, met één type schaduwscherm. 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.
• De vergelijkingsomvormer deed het niet perfect. Als een stringomvormer bij schaduw het hoogste werkpunt mist, kan dat bij matige schaduw zo'n 2 % extra verlies geven. Dat blaast het voordeel van micro-omvormers in de test iets op.

Eén toestel is één punt van uitval. Valt de stringomvormer uit, dan staat de hele installatie stil. Op zonnige middagen gebeurt dat in sommige straten door te hoge netspanning, zonder dat het toestel defect is. Hoe je dat herkent en wat je kunt doen, lees je in Netcongestie en terugleveren.

Een omvormer gaat gemiddeld 10 tot 15 jaar mee, de panelen veel langer. Reken dus op één of twee vervangingen, zie Levensduur en vervanging.

En dan de fasen. Boven zo'n 4 kWp raden Netbeheer Nederland en Stedin een driefase-omvormer aan, omdat die het vermogen over drie fasen verdeelt en zo de spanningsstijging en de kans op uitval verkleint. Je aansluiting moet dan wel driefasig zijn. Meer in Eenfase of driefase.

Een stringomvormer is vooral zinvol als:

• het dak weinig of geen schaduw heeft;
• de panelen op hetzelfde dakvlak liggen, met dezelfde helling en richting. Voor dakvlakken met een verschillende richting zijn aparte MPPT-ingangen handig, zie MPPT;
• de prijs telt. Volgens het DOE kunnen micro-omvormers meer kosten.

In een goede offerte staat een plan van de panelen, met per string het aantal panelen en de MPPT-ingang waarop ze hangen, en de berekening van spanning en stroom (zie Stringdimensionering). Wil je later panelen bijplaatsen, laat dan nagaan of een extra string echt op de bestaande omvormer past. Een vrije aansluiting is daarvoor geen bewijs.

Een gezin in Breda heeft 8 panelen van 435 Wp (3,48 kWp) op één dakvlak (zuid, 35°). In de namiddag valt de schaduw van een schoorsteen over een deel van de panelen. Stringomvormer of micro-omvormers?

We gaan uit van zo'n 3.000 kWh per jaar zonder schaduw, de waarde die Milieu Centraal geeft voor 8 panelen van 435 Wp. Het echte schaduwverlies van dit dak is niet gemeten. We passen de NREL-percentages toe op die 3.000 kWh, en dat is een bovengrens, want met schaduw levert de string minder. De procentuele winst komt uit de Amerikaanse test en is niet in Nederland gemeten.

Van die extra opbrengst verbruik je maar een deel zelf. Milieu Centraal rekent zonder batterij met 30 % zelfverbruik. De rest gaat het net op. ⏱ Vanaf 2027, zonder salderingsregeling, is een zelf verbruikte kWh zo'n 25 cent waard en een teruggeleverde netto rond de 1,5 cent bij een vast of variabel contract (zo rekent ook de MYNRG Check). Een extra kWh brengt dan gemiddeld zo'n 8,5 cent op. Bij lichte schaduw is de extra opbrengst zo'n 9 euro per jaar, bij matige zo'n 20 euro en bij zware zo'n 32 euro. Wat de micro-omvormers meer kosten dan één stringomvormer, staat in je offerte. Daar rekenen we hier bewust niet mee.

Hoeveel schaduw er echt op jouw panelen valt, verschilt per dak en per seizoen, en dat zie je beter op het dak dan op een luchtfoto. De MYNRG Check rekent met jouw dak en verbruik, en een installateur ter plaatse kan de schaduw meten. Je kiest voor tien jaar of langer. Doe de MYNRG Check.

• Schaduw straft een string ongeveer dubbel zo hard. Bij lichte schaduw is het verschil klein, bij zware groter.
• Zonder schaduw betaal je voor een voordeel dat er amper is. De micro-opstelling produceerde in de test een halve procent meer.
• In de winter is het licht diffuser. In november tot januari ligt de Kd in Utrecht het hoogst (0,64 tot 0,68). Het voordeel van micro-omvormers is dan kleiner.
• Een kleinere omvormer verliest weinig. Een omvormer van 77 % van het paneelvermogen (ratio 1,3) kapt in Utrecht bij zuid 35° zo'n 0,2 % af, bij een oost-westopstelling niets. Zie DC/AC-ratio en afkappen.

• Serieschakeling. In een string tellen de spanningen op. De omvormer heeft een toegelaten ingangsspanning (het MPPT-bereik) en een maximale stroom per ingang. Hoeveel panelen je per string kiest, lees je in Stringdimensionering.
• Meerdere MPPT-ingangen. Met twee ingangen kun je twee dakvlakken met een verschillende richting elk apart laten optimaliseren.
• Afkappen. Boven het AC-vermogen van de omvormer wordt het overschot afgekapt. Zie DC/AC-ratio en afkappen.
• Isolatiecontrole. Een omvormer controleert de isolatie van de panelen, zodat paneelfouten bij de omvormer zichtbaar worden (IEA PVPS, 2025). Foutcodes staan in Storingen en foutcodes.
• Hoge netspanning. Een stringomvormer schakelt af als de spanning boven 253 V komt. Een driefase-omvormer verdeelt het vermogen en houdt de spanningsstijging per fase kleiner. Zie Storingen en foutcodes.

• 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, factsheet spanningsproblemen door zonnepanelen
• Stedin, tips voor installateurs
• Milieu Centraal, Kosten en opbrengst zonnepanelen
• IEA PVPS Task 13, Degradation and Failure Modes (2025)
• PVGIS (JRC, Europese Commissie), maandwaarden Utrecht