artikel

Hoe ontwerp je een pv-installatie en installeer je zonnepanelen?

energie

Het systeemontwerp van een pv-installatie speelt een belangrijke rol in het rendement van de gehele installatie. Hoe ontwerp je zo’n systeem eigenlijk? En wat zijn de stappen bij het aansluiten en controleren van zonnepanelen? 

Hoe ontwerp je een pv-installatie en installeer je zonnepanelen?

In dit artikel vertellen Bart van den Bosch & Remy Oomens van LIbra Energy wat er zoal komt kijken bij het ontwerpen van een pv-installatie en het installeren van zonnepanelen. 

Nodig voor ontwerp pv-installatie 

Benodigdheden voor het ontwerpen  van een pv-installatie:
– Datasheet omvormer
– Datasheet zonnepaneel 

Welke omvormer? 

Iedere installatie van een zonne-energiesysteem is weer uniek. Het kan daarom lastig zijn de juiste omvormer bij de juiste zonnepanelen te kiezen. Wij geven u handvatten om deze beslissing eenvoudiger te maken. Wanneer u wilt bepalen welke installatie de juiste is voor een specifieke locatie, is het handig om eerst te kijken wat er op jaarbasis verbruikt wordt. Vervolgens berekent u welke omvormer en zonnepanelen het beste bij de installatie passen. 

Factoren bij keuze zonnepanelen 

Hierbij dient te worden gelet op een aantal factoren:
– Schaduw
– Hellingshoek en oriëntatie van de zonnepanelen
– Juiste configuratie van de zonnepanelen
– Hellingshoek en oriëntatie van de zonnepanelen
Alle zonnepanelen die in 1 string worden aangesloten, dienen dezelfde hellingshoek en oriëntatie hebben. Dit heeft te maken met de spanning en stroom die een zonnepaneel afgeeft, deze moet matchen met alle zonnepanelen in de betreffende string. 

Waarom is dit belangrijk voor de omvormer?
Als de verschillen tussen de zonnepanelen te ver uit elkaar liggen kan de omvormer het Maximum Power Point (ideale punt tussen spanning en stroom) niet vinden. In Nederland is het over het algemeen het meest effectief als een omvormer met 10% tot 20% wordt over gedimensioneerd. Dit is afhankelijk van hellingshoek en oriëntatie. De installatie kan bij ideale omstandigheden dan een beetje aftoppen, maar zal veel beter presteren in minder goede omstandigheden (wat in Nederland helaas vaak het geval is). Hierdoor is de opbrengst van het zonne-energiesysteem optimaal. 

Schaduw & zonnepanelen

Bekijk of er last is van eventuele schaduw. Dit kan bijvoorbeeld door andere huizen, bomen, dakkapellen, schoorstenen en zelfs door andere zonnepanelen (zoals bij veel platdak-systemen). Als één zonnepaneel in de schaduw ligt, zullen alle zonnepanelen in dezelfde string daar last van kunnen hebben. Zorg er daarom voor dat zonnepanelen zo min mogelijk in de schaduw liggen. Mocht er echt geen andere mogelijkheid zijn, dan bieden SolarEdge optimizers hier een goede oplossing voor. 

Configuratie zonnepanelen 

Voorbeeld: een huishouden verbruikt 4.500 kWh per jaar. Er kan worden gekozen voor een installatie van 4.500 kWp. Dat zal globaal rond de 4.100 kWh opbrengen per jaar. In dit rekenvoorbeeld zullen we de JA Solar Monokristallijn Percium 300WP gebruiken en een Solis 4k enkelfase omvormer. 

Overbelasting 

Met 15 zonnepanelen JA Solar 300Wp komen we uit op 4.500Wp. Dit is precies het verbruik van het huishouden. De volgende stap is het kiezen van het aantal strings dat je wilt aansluiten. Een belangrijkste factor bij deze keuze is de spanning die de zonnepanelen afgeven. Een te hoge spanning kan de omvormer opblazen. Let op: dit valt buiten garantie omdat er niet is geïnstalleerd volgens specificaties.
De Solis 4k heeft een maximale DC-ingangsspanning van 600V. Het JA Solar 300Wp zonnepaneel heeft een Open klemspanning van 39,85V. Je vermenigvuldigt de Open klemspanning met het aantal zonnepanelen in de string: 15 x 39,85 = 597,75V. De uitkomst impliceert dat de zonnepanelen in één string kunnen worden geïnstalleerd. Echter, de temperatuurcoëfficiënt zal ook meegenomen moeten worden in de berekening. De vuistregel is dat de Open klemspanning plus 15% moet worden berekend: 597,75 x 1.15 = 687,41V. Dit getal is ver buiten de specificaties van de omvormer. Deze installatie zal dus verdeeld moeten worden over twee strings. Indien mogelijk heeft het de voorkeur om de strings gelijk te verdelen. Dus in dit geval zal het een string van 8 en een string van 7 zijn. 

Opstartspanning 

Een omvormer heeft een minimale instraling en spanning nodig om op te starten. De Solis 4k heeft een opstartspanning van 120V. De omvormer zal opstarten op de open klemspanning, maar zodra de omvormer in bedrijf gaat wordt er gerekend met de UMPP spanning. De kortste string in ons voorbeeld is 7 zonnepanelen. Dus 7 x 32.26V (UMPP) = 225,82V. Ook hier zal de temperatuurcoëfficiënt meegerekend moeten worden omdat het de spanning beïnvloedt. Dit wordt dus 225,82 x 0.85 = 191.95 V. Dit is ruim voldoende voor de Solis 4K om op te starten. 

Extra tip: De omvormer is het meest kwetsbare deel van de installatie. Let daarom goed op waar u de omvormer inkoopt.  

Zonnepanelen installeren 

Het monteren van zonnepanelen is een flinke klus, waarbij het belangrijk is om van te voren alle stappen op een rij te hebben. En denk vooral aan uw veiligheid en vergeet niet de aardlekschakelaar om te zetten. 

Stappenplan controleren & aansluiten zonnepanelen 

Stappenplan aansluiten en controleren zonnepanelen:
1.      Controleer de string lay-out op tekening.
2.      Noteer de serienummers in de tekening (in het legplan).
3.      Leg de bekabeling van de panelen naar de omvormer volgens tekening.
4.      Markeer de kabels met plus of min stringnummer en omvormernummer (eventueel ingangnummer MPPT 1 enzovoort).
5.      Controleer altijd polariteit (plus en min of dit correct is met de juiste connectoren) alvorens aan te sluiten.
7.      Controleer of de string is aangesloten en of de open klem spanning juist is (aantal panelen in serie x Voc). Bij parallelle schakeling van de stringen moet de parallelle spanning worden gemeten. Dus altijd meten op enkelvoudige stringen (beter is om ze eerst individueel te meten (Let op, dit zijn hoge DC-spanningen. Gevaarlijk!) Indien het niet goed is controleer alle verbindingen in de string.
8.      Eventueel kan ieder paneel ook nog individueel gemeten worden. Op dat moment meet men de Voc-spanning.
9.      Controleer van alle stringen de polariteit en de hoogte van de Voc-spanning van de string.
10.   Meet de werking van de schakelaar, als deze ingeschakeld is meet men de spanning op de kabels vanaf de stringverdeling naar de powermodule of MPP-aansluiting van de omvormer.
11.   Meet de Voc-spanning en polariteit. Zo weet men zeker dat er geen verwisselingen hebben plaatsgevonden in het aansluitproces.
12.   Als dit goed is, zet dan de DC-schakelaar uit. Nu kan men de stringbekabeling op de power-module of MPPT-ingang van de omvormer aansluiten.
13.   Laat de AC-kant uit en start met behulp van de DC-schakelaar de omvormer op. Als het goed is wordt er een foutmelding weergeven omdat er geen netspanning is.
14.   Schakel de AC werk schakelaar in. Nu gaat de omvormer aan.
15.   Meet de string-spanning. Deze zal lager zijn dan de Voc-spanning (MPPT spanning van de string).
16.   Meet met een stroomtang de verschillende stringen, nu meet men de MPP-stroom. De stroom moet voor iedere gelijke string ongeveer hetzelfde zijn.
17.   Meet aan de AC-zijde met behulp van de stroomtang de stroom die terug het net in gaat.
18.   Bij powermodulen met een gelijk aantal panelen moet dat ongeveer gelijk zijn. 

Opleverdocument 

Als bovenstaande werkt, dan draait de installatie. Noteer alle gemeten waarden en leg dit vast in een opleverdocument. Dit document is essentieel voor het aanvragen van garantie.  U kunt ook NTA 8013:2003 raadplegen voor het controleren van pv-systemen. 

Over de auteurs 

Bart van den Bosch is product & application manager bij Libra Energy. Remy Oomens houdt zich bij Libra bezig met after sales en technical support.

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels