Fotovoltaïsche energie

Leestijd 4 minuten

Bijgewerkt – 5 september 2023

Juridische situatie per 1 januari 2021

De nieuwe EEG (wet voor de uitbreiding van hernieuwbare energieën) is sinds 1 januari 2021 van kracht, ook voor fotovoltaïsche systemen.

Dienovereenkomstig is het eigen verbruik uit oude en nieuwe fotovoltaïsche installaties tot en met 30 kWp vrijgesteld van de EEG-toeslag. Voor een eigen verbruik tot 7 kWp hoeven er geen SmartMeters te worden geïnstalleerd voor de gegevensverzameling.

Vergoeding voor ingevoede elektriciteit

Het feed-in-tarief neemt af naarmate het vermogen toeneemt en de datum van de eerste inbedrijfstelling toeneemt. Dit betekent dat hoe meer het systeem levert en hoe later het wordt geïnstalleerd, hoe lager de vergoeding.

Systemen die op 1 september 2021 in gebruik worden genomen, worden vergoed met 0,0725 euro tot 10 kWp. Met 0,30 .. 0,35 euro per kWh voor gekochte elektriciteit vertegenwoordigt de vergoeding ongeveer 20% van de te betalen prijs voor de aankoop van elektriciteit. Iedereen kan zelf beslissen of bijvoederen de moeite waard is.

De complete zou misschien logischer zijn Eigen verbruik zijn.

Selectie van PV-modules

Terwijl PV-modules vroeger vele malen duurder en veel minder krachtig waren, is de verscheidenheid aan ontwerpen, prestaties, efficiëntie, enz. die tegenwoordig beschikbaar zijn enorm.

Het vinden van de gulden middenweg is niet eenvoudig, maar het is wel mogelijk.

U kiest voor een bekende fabrikant, een ontwerp dat slechts enkele modules gebruikt, de hoogst mogelijke efficiëntie biedt en de gewenste prestaties zo dicht mogelijk benadert.

Het ontwerp is meestal rechthoekig, maar verschilt in de breedte en lengte van de modules. De beschikbare oppervlakte is dan ook de beperkende factor bij de keuze van de modulegrootte. Als u meerdere rijen bouwt, moet u rekening houden met de schaduw van de modules achter de eerste rij. Je moet de juiste afstand tussen de rijen modules plannen, zodat er geen schaduw op de volgende rij valt als de zon lager staat. Hierdoor wordt de bruikbare oppervlakte geminimaliseerd.

Het bepalen van de benodigde afstanden kan softwarematig of eenvoudiger via tekeningen gebeuren.

De hiervoor benodigde gegevens zijn:

• geogr. Lengte/breedte van de installatielocatie
• Azimut van de zon tijdens de winterzonnewende 12.00 uur
• Opvoerhoogte van de bovenrand van de module
• Elevatiehoek (meestal 30°)

Dit werk van. biedt hierover goede documentatie Dr.-Ing. Volker Quaschning en Prof. Dr.-Ing. geschikt. Rolf Hanitsch. Zoals meestal het geval is, vergt het bereiken van een optimaal resultaat altijd inspanning, al is het maar als het gaat om het vertrouwd raken met de theoretische overwegingen die daaraan ten grondslag liggen.

Nadat de gegeven parameters zijn bepaald, is het nu belangrijk om de juiste modules te vinden. Voor maximaal 7 kW zijn er 20 modules van elk 350W beschikbaar, die in 2 strings van elk 10 modules kunnen worden aangesloten.
Een string verwijst naar een serieschakeling van modules. Bij een voorbeeldmodule MPP (Maximum Power Point) spanning van 35 V resulteert dit in een omvormeringangsspanning van 350 V DC.

Het aantal mogelijke strings is afhankelijk van de keuze van de omvormer. Kleine omvormers hebben slechts één MPP-tracker en kunnen daarom slechts één string worden aangesloten.

Kleine omvormer 1×1

Er zijn grofweg drie soorten omvormers: omvormers die op of buiten het elektriciteitsnet werken, of een combinatie van beide bedrijfsmodi.

Netspanning geleid Omvormers synchroniseren met de netfrequentie van 50 Hz. Mocht dit tijdens een stroomstoring niet lukken, dan zullen ze gedurende de stroomstoring niet meer werken.

Off-grid Omvormers worden gebruikt in zogenaamde eilandsystemen, d.w.z. onafhankelijke PV-systemen die niet zijn aangesloten op het openbare elektriciteitsnet.

Er worden omvormers genoemd die beide bedrijfsmodi combineren Hybride-omvormer. Enerzijds zijn ze aangesloten op het openbare elektriciteitsnet, maar ook, via zogenaamde MPPT-controllers, op batterijen die worden opgeladen door de PV-modules die ook zijn aangesloten als de zon schijnt. Bij een stroomstoring schakelt de hybride omvormer eenvoudig over op batterijvoeding en houdt zo de stroomvoorziening binnen de belastingsgrenzen. Wanneer het openbare netwerk weer beschikbaar is, schakelt hij over op het opladen van de batterij.

Technische details van de omvormer

Als omvormer kan er gekozen worden voor een driefasig apparaat, bijvoorbeeld een Kostal Piko IQ 8.5 voor een kleine 2.000 euro. Enkelfasige apparaten zijn alleen verkrijgbaar tot 5 kW, zoals de Kostal Piko MP plus 5.0-2 voor ongeveer 1.200 euro.

Beide apparaten beschikken elk over twee MPP-trackers (aansluiting van twee strings).

Welke gegevens zijn relevant bij het kiezen van een omvormer?

Instapfasen

Kleinere omvormers tot ca. 5 kW bieden doorgaans één fase, grotere drie fasen. Voor de aansluiting aan de netzijde is bij een eenfasige aansluiting een drieaderige kabel nodig en bij een driefasige aansluiting een vijfaderige kabel.

AC-nominaal vermogen

De nominale AC-lijn verwijst naar het maximale vermogen van de omvormer en dus ook naar het hoogste PV-vermogen dat kan worden geïnstalleerd. Dit betekent dat er niet meer PV-modules op een omvormer mogen worden aangesloten dan het nominale AC-vermogen.

Aantal MPP-trackers

Het aantal beschikbare MPP-trackers in een omvormer bepaalt het aantal strings dat kan worden aangesloten. Kleinere omvormers hebben meestal maar één MPP-tracker, grotere hebben er twee of meer. Hoe meer MPP-trackers er worden geïnstalleerd, hoe duurder de omvormers zijn.

MPP-gebied

Het hier gespecificeerde DC-spanningsbereik definieert de maximaal mogelijke DC-ingangsspanning op de MPP Tracker. De toegevoegde gelijkspanning van alle in serie geschakelde modules in een string mag de bovengrens niet overschrijden. Als het bereik bijvoorbeeld is opgegeven als 360 .. 600 V, wordt de MPP-spanning voor de PV-module beschreven als 35V, wat resulteert in 600 / 35 = 17,14, dus er zijn maximaal 17 modules in serie als één string mogelijk.

Ingangsstroom

De ingangsstroom geeft de som aan van alle stringstromen, die het resultaat is van het optellen van de MPP-stromen van een module van elke string. Als een PV-paneel een MPP-stroom van 9,92 A heeft en er twee strings zijn geïnstalleerd, resulteert 9,92 + 9,92 in een ingangsstroom van 19,84 A.
Ervan uitgaande dat de omvormer maximaal 16 A aankan, moeten in de tweede string modules met een MPP-stroom van maximaal 16 – 9,92 = 6,08 A worden geïnstalleerd.

Open circuit spanning

De nullastspanning van PV-modules ligt altijd boven de MPP-spanning. Deze is hoger bij lage buitentemperaturen en lager bij hoge temperaturen. Als de omvormer een maximale nullastspanning heeft van bijvoorbeeld 750 V, mag de nullastspanning van de module bij 17 geïnstalleerde modules niet hoger zijn dan 750 / 17 = 44 V.

Efficiëntie

Rendement beschrijft het rendement waarmee een omvormer de inkomende gelijkspanning omzet in uitgaande wisselspanning. Omdat het rendement echter varieert naarmate de intensiteit van de zon fluctueert, is kennis van de spanningsafhankelijkheid belangrijk voor een correct ontwerp. In de regel gaat een lagere spanning hand in hand met een hoger rendement.
In deze context is het maximaliseren van de bovengrensspanning van het MPP-bereik minder efficiënt. De configuratie met meerdere strings is daarom beter, hoewel dit een hogere financiële uitgave betekent bij de aanschaf van de omvormer.