8 DC/AC-ratio en afkappen

• kWp, kilowattpiek: het vermogen van de panelen onder testomstandigheden, bij 1.000 W instraling per m² en een paneeltemperatuur van 25 °C. Meer in Rendement, wattpiek en temperatuur.
• kVA, kilovoltampère: het schijnbare wisselstroomvermogen van de omvormer. In dit hoofdstuk rekenen we kVA gelijk aan kW, wat een vereenvoudiging is.
• DC/AC-ratio: het kWp van de panelen gedeeld door het kVA van de omvormer. Met 6 kWp op een omvormer van 5 kVA is de ratio 1,2.
• Afkappen, of clipping: leveren de panelen meer dan de omvormer aankan, dan begrenst hij zijn uitgang. Hij verschuift het werkpunt van de panelen, zodat het deel boven die grens niet geproduceerd wordt. Er wordt niets als warmte in het toestel verbrand.
• Overdimensioneren en onderdimensioneren: bij het eerste is de omvormer sterker dan de panelen, bij het tweede zwakker. Fluvius aanvaardt beide. Je erkende installateur helpt je kiezen.

Het kWp op het etiket geldt bij 1.000 W/m² en 25 °C. Op een gewone zonnige dag is het paneel warmer en het licht minder sterk. PVGIS rekent voor een zuiddak in Gent met 35° helling met 19,7 % verlies in totaal tegenover instraling maal kWp: 14 % systeemverlies en 5,4 % door warmte en zwak licht.

Dat zie je in de uurwaarden van 19 jaar, 2005 tot 2023. Het hoogste uur komt op rond 911 W per kWp voor een zuiddak, en rond 666 W per kWp voor een oost-westdak. Een omvormer van 1 kVA per kWp draait in dit model nooit op volle toeren. Uurgemiddelden strijken pieken binnen het uur wel wat glad.

Grotere panelenvelden vangen ook meer energie op in het begin en op het einde van de dag, zelfs als de output op de zonnigste uren wordt afgekapt, schrijft NREL.

Wij rekenden het uit op de PVGIS-uurreeksen voor Gent over 19 jaar, met 14 % systeemverlies en 35° helling. Het zuiddak kijkt pal zuid. Het oost-westdak is het gemiddelde van een oost- en een westvlak met hetzelfde vermogen. Per uur nemen we het kleinste van twee getallen: wat de panelen produceren, en 1.000 W gedeeld door de ratio, per kWp. De uurwaarden zijn herschaald naar onze standaardopbrengst van 1.050 kWh per kWp op het zuiden en 900 kWh per kWp oost-west.

Het verlies loopt een pak sneller op dan de ratio. Tot een ratio van zowat 1,3 merk je er niets van, boven 1,4 wel.

Omdat de berekening met uurgemiddelden werkt, vallen korte pieken binnen het uur weg. Het echte afkapverlies ligt iets hoger dan in de tabel, vooral bij de lage ratio's.

Niet in de hoogzomer, maar in de lente. Bij een ratio van 1,5 op een zuiddak valt 55,6 % van het afgekapte deel in april, mei en juni, 9,9 % in juli en 8,6 % in augustus. In april verlies je dan rond 4,3 % van de maandproductie, in mei 3,7 %, in juli 1,9 % en in december niets. Koude, heldere lentedagen zijn de dagen waarop panelen het meest leveren.

Het verschilt ook van jaar tot jaar. Bij een ratio van 1,5 schommelt het verlies tussen 1,75 % in het minst zonnige en 2,99 % in het zonnigste jaar.

⏱ Op een eenfase-aansluiting mogen al je omvormers samen hoogstens 5 kVA productievermogen hebben; de regels van Fluvius staan in Eenfase of driefase. Die grens geldt voor het wisselstroomvermogen van de omvormer, niet voor het aantal kWp. Met een hogere ratio kan je binnen die grens meer panelen plaatsen. Boven 3,6 kVA raadt Synergrid wel sterk een driefase-aansluiting aan.

⏱ Ook de andere grenzen van Fluvius gaan over het omvormervermogen. Een omvormer die enkel een batterij bedient, telt niet mee als hij bij Synergrid onder "Energy storage" staat. Een hybride omvormer telt wel mee; meer daarover in Hybride omvormer. Een laadpaal telt niet mee, behalve als hij teruglevert aan het net. Boven 10 kVA aan omvormers registreer je je als zelfstandige als je een injectievergoeding wil. Boven 25 kVA is een netstudie verplicht.

Het omvormervermogen bepaalt de regels, niet het kWp.

Vlaanderen.be schrijft dat omvormers op dagen met veel zonneproductie kunnen uitvallen, om overbelasting van panelen en net te vermijden. Fluvius noemt onder meer te hoge spanning op het net of in de binneninstallatie als oorzaak; daarover gaat Storingen en foutcodes.

Bij afkappen blijft de omvormer werken en begrenst hij zijn vermogen. Bij uitval schakelt hij uit. Een vlakke top in je productiegrafiek kan ook van een ingestelde injectiebeperking komen, of van een omvormer die door de hitte vermogen terugneemt. Bij een oost-westdak is de kans dat de omvormer overbelast raakt volgens Fluvius kleiner.

Een gezin in Roeselare heeft 7 panelen van 460 Wp, samen 3,22 kWp, op een zuiddak met 35° helling. We rekenen met 1.050 kWh per kWp, of rond 3.380 kWh per jaar, en met de afkaptabel hierboven. Het verlies drukken we uit in kWh. Wat een kWh waard is, verschilt met je contract en je verbruik.

Een omvormer van 2,5 kW kost dit gezin rond 11 kWh per jaar. Pas onder 2,0 kW wordt het verlies groot. Met de waarden van de MYNRG Check, 0,35 euro voor een kWh die je zelf verbruikt en 0,045 euro voor een geïnjecteerde, zijn die 11 kWh tussen 0,50 en 3,85 euro waard. In een offerte kijken wij altijd naar het vermogen van de omvormer in kVA.

Een gezin in Sint-Niklaas heeft een groter zuiddak met 35° helling, 7,5 kWp aan panelen en een eenfase-aansluiting. Ook hier rekenen we met 1.050 kWh per kWp en dezelfde tabel.

Bij keuze A kost de grens van 5 kVA rond 180 kWh per jaar, of 2,3 %. Hadden er maar 5 kWp op dezelfde omvormer gelegen, dan leverde die 5.250 kWh. De extra 2,5 kWp brengen nog rond 2.445 kWh op, of zowat 978 kWh per kWp: 93 % van de gewone 1.050.

Of een ombouw naar driefasig dat verschil waard is, verschilt per woning. Wat de ombouw kost, ziet een installateur pas als hij je aansluiting en je zekeringkast bekijkt. En je beslist voor de 25 tot 30 jaar dat je panelen er liggen. De MYNRG Check rekent het door met jouw offerte.

De eerste 20 % dat je omvormer kleiner is dan je panelen, kost bijna niets. Daarna loopt het verlies snel op.

Op een oost-westdak past een kleine omvormer bijna zonder verlies. Een omvormer van 5 kVA met 8 kWp oost-west kapt rond 0,01 % af. Op een zuiddak met dezelfde ratio is dat 3,8 %.

• PVGIS rekent uit stralingsgegevens het vermogen van een PV-systeem uit, met de systeemverliezen erbij, standaard 14 %. De tijdstippen staan in UTC.
• Zonder bijstelling geeft de uurreeks 1.036,9 kWh per kWp, de jaarberekening van PVGIS 1.055,1. Het verschil van 1,8 % komt overeen met het spectrale effect dat de jaarberekening meetelt. Wij rekenen met de afgeronde standaardwaarde van 1.050 kWh per kWp.
• Niet in het model: het verschil tussen kVA en kW, het rendement bij verschillende belastingen, en de grenzen aan de gelijkstroomkant, de maximale ingangsspanning en -stroom per tracker. Die staan in MPPT en Stringdimensionering. Een ratio onder 1,3 garandeert ook niet dat er nooit wordt afgekapt.
• Bij een hybride omvormer kan een batterij een deel van het afgekapte vermogen opvangen, maar alleen als ze op dat moment kan en mag laden. Of dat lukt, volgt uit hoe de batterij gekoppeld is. Meer in Hybride omvormer en AC- of DC-gekoppeld.

• Fluvius, Welke omvormer kies ik
• Fluvius, Zonnepanelen verplichtingen
• Fluvius, Het dak
• Fluvius, Zonnepanelen storingen
• Vlaanderen.be, Zonnepanelen
• NREL, PVWatts Version 5 Manual
• PVGIS 5, handleiding (JRC, Europese Commissie)