De 10 grootste mythes over optimizers voor zonnepanelen (2/3)

In het eerste deel van deze reeks blogberichten hadden we het over de impact van MLPE-technologieën op de prestaties van zonnepanelen en hebben we vier vaakgehoorde mythes over power optimizers meegegeven. In dit tweede artikel weerlegt SMA-expert Blair Reynolds zes andere misvattingen.

Mythe 5: traditionele power optimizers helpen me langere strings te ontwerpen… en dat is positief.

Deze bewering is absoluut onjuist. Het is zelfs een van de slechtste compromissen die je kunt sluiten. In een poging om het werk en het aantal kabels te beperken die nodig zijn om een tweede string te trekken, kan het verleidelijk zijn om de lengte van de string op te drijven tot meer dan 20 modules. Technisch gezien is een maximum van 25 toegestaan, dus wat dat betreft is er geen probleem. Toch is het echt een slechte ontwerpbeslissing.

Laat het mij even uitleggen: als we aannemen dat de eigen werkingsspanning van één zonnepaneel 40 volt is, zijn er slechts ongeveer 10 modules in serie nodig om de 380/400 V werkingsspanning van de omvormer te bereiken onder standaard testomstandigheden. Als andere modules op de string worden aangesloten, moeten de power optimizers de spanning van de zonnepanelen aanpassen tot een veel lagere spanning om overeen te komen met het bereik van de ingangsspanning van de omvormer. Dit wordt ook wel ‘bucking’ van de spanning door de optimizer genoemd. De optimizer werkt daardoor met een veel lager rendement dan het geadverteerde – en dus verwachte – ’piek’-rendement.

Hoe meer de optimizer verplicht is de spanning aan te passen, hoe meer hij moet ’werken’. Zo stijgt het energieverlies en is er minder rendement. Het toevoegen van zonnepanelen aan een string kan u dus wel wat kabel besparen, maar het leidt tot extra verliezen in de totale zonnestroominstallatie, doordat alle optimizers in de intensieve ’buck’-modus worden gedwongen.

Mythe 6: traditionele power optimizers zijn inherent veiliger.

De optimizer beperkt de uitgangsspanning tot een veilig niveau in geval van brand, weliswaar alleen als de optimizer niet aan het eind van zijn levensduur is, niet is beschadigd vóór of tijdens/door de brand. Bedenk ook dat de elektrische stroom veel gevaarlijker is voor brandweerlieden dan de spanning. Maar het grootste probleem met de veiligheid is dat u net het risico op brand verhoogt door de MPLE op het dak te installeren. Door het aantal potentiële zwakke punten in de gelijkstroomkring te verhogen – of het nu gaat om connectoren, condensatoren of een ander intern onderdeel – verhoogt u namelijk het risico dat een onderdeel het begeeft.

Gelijkstroom heeft de ongelukkige gewoonte een hardnekkige boog te vormen. Hoe hoger de spanning van de module, hoe kleiner de kans dat de vlamboog vanzelf uitgaat. AFCI-circuits zijn normaal gezien ontworpen om dit te voorkomen. Dat is het geval als ze beantwoorden aan de UL1699B-standaard, de officiële norm voor vlamboogdetectie. Die is echter pas beschikbaar sinds augustus 2018. Producten die zijn gecertificeerd volgens de ‘UL1699B Outline of Investigation’, de onderzoeksfase van de standaard,  werken niet altijd zoals bedoeld – vraag het maar aan Walmart.

In elk geval moet het AFCI-circuit altijd dienen als een back-up of secundair veiligheidsmechanisme. De ’best practices’ op het gebied van kabelbeheer en de juiste aansluiting van connectoren moeten altijd worden beschouwd als het primaire veiligheidsmechanisme om vlamboog te voorkomen. Niet de traditionele power optimizers dus, die het risico op vlamboog net vergroten.

Mythe 7: traditionele power optimizers verlagen mijn werkings- en onderhoudskosten.

De reparatiekosten voor een defecte module (of eerder een defecte power optimizer) kunnen variëren van een paar honderden tot duizenden euro’s.

In ieder geval is het duidelijk dat de vermogenselektronica na een bepaalde periode aan vervanging toe is. Installateurs die een garantie bieden van 10 jaar – of zelfs 25 jaar op een gefinancierd systeem – lopen dan ook een groot financieel risico bij zulke interventies.

Uiteindelijk is het de thermische cyclus (warm-koud-warm) die de power optimizers doet falen. In onafhankelijke studies over de kenmerken van power optimizers op basis van simulaties in een klimaatkast halen de toestellen 2.000 cycli, wat zo’n 5,5 jaar continue werking vertegenwoordigt. Helaas begeven natuurlijk niet alle toestellen het op hetzelfde moment. Wellicht zijn er doorgaans meer interventies nodig.

Het alternatief is om onderhoud uit te stellen tot er verschillende storingen gemeld zijn. Dat kan echter de tevredenheid van de klant in het gedrang brengen aangezien de energieproductie daalt. Uw reputatie als installateur kan daardoor een deuk krijgen.

Mythe 8: power optimizers (of micro-omvormers) zijn noodzakelijk om brandgevaar te beperken.

Het is een verhaal dat niet klopt maar dat toch heel vaak de ronde doet. Misschien schrijf ik hier ooit nog een artikel over, maar intussen kan ik alvast zeggen dat voornamelijk de MPLE-fabrikanten en zeker niet de brandweer het meest van deze misvatting profiteren. De meeste MLPE-apparatuur verlaagt de spanning in de generator. Het probleem met deze methode is dat ze alleen een spanningslimiet aangeeft, terwijl het eigenlijk de stroom is die gevaar oplevert. Power optimizers bieden dus helemaal geen garantie op een verminderd brandgevaar.

Mythe 9: door de power optimizers te standaardiseren, bespaar ik geld in mijn installatie.

Door strategisch te kiezen voor één enkele leverancier loopt uw bedrijf veel meer risico op mislukkingen door fabricagefouten of kwaliteitsproblemen. Of erger nog, stel u voor dat de fabrikant failliet gaat, zijn service- en garantiebeloften niet nakomt en geen andere leverancier mogelijk is door de intellectuele eigendomsrechten op het gehele systeem. De risico’s die gepaard gaan met levenslange service en werking & onderhoud zijn aanzienlijk (zie mythe 8). U bent bovendien blootgesteld aan prijsschommelingen als gevolg van invoertarieven, vraag en aanbod, en u bent erg afhankelijk van de beschikbaarheid van producten.

Door te kiezen voor een systeem dat gebaseerd is op bedrijfseigen communicatie in plaats van universele communicatie, riskeert u incompatibiliteit met een toekomstig product. Uiteindelijk bent u gegijzeld door de planning van die ene leverancier, waardoor u sterk wordt beperkt in uw mogelijkheden om te innoveren en nieuwe technologieën te integreren, zoals zonnepanelen met een hoog rendement en hoge spanning.

Mythe 10: traditionele power optimizers zijn goed voor het milieu

Traditionele power optimizers verbruiken ook zelf energie om te kunnen functioneren. Daarnaast hebben ze ook een impact op het milieu door de toevoeging van storingsgevoelige schakelaars aan bijna elke module op het dak.

In juni 2020 heeft SolarEdge naar eigen zeggen meer dan 50 miljoen power optimizers verscheept. Die toestellen zijn volledig ingekapseld en kunnen dus niet worden gerecycleerd. Tegen het einde van het volgende decennium zal wereldwijd zo’n 52 miljoen kilo niet-recycleerbaar materiaal op daken worden geplaatst. Ze bevatten nochtans grote hoeveelheden waardevolle materialen zoals aluminium en koper, die uiteindelijk herleid worden tot afval.

Een meer milieubewuste aanpak  zou zijn om minder materiaal te verbruiken door productstrategieën waarbij men overbodige onderdelen elimineert. Dat is zeker niet het geval bij de traditionele power optimizers: het concept van MLPE druist op zich al in tegen de ecologische waarde waarop de zonnestroomindustrie is gebaseerd.

Ontdek een superieure manier om zonnestroominstallaties te optimaliseren en kom meer te weten over alle middelen die u daarvoor kunt benutten in het derde artikel van deze reeks.