Parallel of seriegeschakeld zonnepanelensysteem?
Wat zijn de verschillen tussen een parallel- of serieel geschakeld zonnepanelensysteem? En wanneer moet welk systeem worden gekozen? Dit zijn twee veelvoorkomende vragen bij de aanschaf van een zonnepanelensysteem.
Standaard wordt er aangeraden een zonnepanelensysteem parallel te schakelen biij de volgende omstandigheden:
- bij schaduwwerking, verschillende hellingshoeken of meerdere dakvlakken
- bij gebruik van verschillende (typen) zonnepanelen door elkaar
- indien elk paneel onafhankelijk gemonitord moet worden
Wij zullen de werking en de voordelen van parallel- en serieschakeling van de zonnepanelen hieronder uitleggen.
Serie geschakeld zonnepanelensysteem
Een serieel geschakeld systeem noemen we ook wel een string of kring systeem. Een serieel geschakeld systeem is van oudsher het meest gebruikte systeem. De meeste zonnepanelen geven maar een vrij lage spanning (30 tot 40 Volt). Dat is niet voldoende om een grote stringomvormer te laten opstarten. Dezelfde zonnepanelen geven wel een een aardig hoge stroom af (tot ongeveer 10 ampère). De hoge stroom in combinatie met de lage spanning geeft relatief veel verlies in de bekabeling of er moet worden gekozen voor dikkere (en dus duurdere) kabels. De eenvoudige en van oudsher meest gebruikte oplossing was om de zonnepanelen in serie aan elkaar te koppelen. Zo blijft de (relatief hoge) stroom gelijk en neemt de spanning toe (deze wordt van de panelen opgeteld), zodat de string voldoende spanning geeft om de stringomvormer op te starten en te laten werken.
Seriegeschakelde systemen kunnen het beste worden gebruikt als er geen sprake is van schaduwvorming, meerdere dakvlakken of verschil in orientatie. Wanneer één van de panelenminder presteert (bv door schaduw) dan beïnvloed dat alle panelen in de serie.
Voordelen van serieel geschakelde systeem zijn:
- Lage aanschafprijs van het systeem
- Eenvoud van de installatie
Nadelen van een systeem met in serie geschakelde zonnepanelen zijn:
- De zwakste schakel bepaalt de string
- Single Point of Failure: bij een klein probleem ergens in de serie werkt het hele systeem niet meer
- Opbrengstmonitoring enkel voor het gehele systeem, niet per paneel
- Veiligheid: er loopt ongezekerd een aanzienlijke stroom met hoge gelijkspanning (400V) door de string
Parallel geschakeld zonnepanelensysteem
Een parallel geschakeld systeem is precies het tegenovergestelde van een serieel systeem. Bij een parallel systeem worden de zonnepanelen onafhankelijk van elkaar geschakeld. Dit kan op twee manieren:
1) Met micro-omvormers (van Enphase). Achter elk paneel wordt een eigen micro-omvormer geplaatst die de gelijkspanning van het zonnepaneel omzet in wisselspanning. De micro-omvormers leveren de stroom direct aan het net, er is geen centrale omvormer meer.
2) Met power optimizers (van SolarEdge). Achter elk paneel wordt een power optimizer geplaatst, waardoor in elk paneel afzonderlijk de gelijkspanning naar de omvormer wordt geleverd. Hier staan de zonnepanelen parallel, maar zijn de power optimizers nog wel in een serieschakeling aangesloten op een centrale omvormer.
Op de verschillen tussen het Micro-Omvormers en Power Optimzers (Enphase vs SolarEdge) komen we in een ander blog terug.
Beide parallel geschakelde zonnepanelen systemen hebben de volgende voordelen:
- Elk paneel kan zijn eigen vermogen kwijt, het 'zwakste' paneel heeft geen invloed op de rest
- De opbrengst is altijd hoger dan bij een serieel geschakeld systeem (er is altijd een zwakste paneel)
- De panelen zijn afzonderlijk te monitoren op opbrengst en storingen
- Eenvoudige en flexibele uibreiding van het systeem
Nadelen van een parallel geschakeld systeem:
- Hogere initiele investering
Conclusie
Als de prijs het belangrijkst is dan kom je vaak prima weg met een string omvormer. Met name als de zonnepanelen ideaal liggen (zonder schaduw en met gelijke orientatie) dan is een serieel geschakeld systeem een goede en voordelige optie.
Is de situatie iets complexer, wil je meer inzicht, langere garantie of een hogere opbrengst dan kom je al snel uit bij een van de parallele systemen. Kijk hier voor de verschillen tussen SolarEdge en Enphase!