Wat doet een omvormer?

Foto door myphotobank.com.au – stock.adobe.com

Een omvormer wordt gebruikt om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom. Bijna alle apparaten wereldwijd draaien op wisselstroom, die al uit het stopcontact komt. Als de elektriciteit echter wordt opgewekt door zaken als zonnepanelen of batterijen, is het gelijkstroom. Als we het nu voor onze apparaten willen gebruiken, hebben we de omvormer nodig om het om te zetten in wisselstroom. Een omvormer wordt beschermd door vele beveiligingssystemen, bijvoorbeeld oververhitting, overspanning en overbelastingsbeveiliging. Het stuurt ook waarschuwingssignalen als er problemen optreden.

Typen

Er zijn drie verschillende varianten van omvormers

• Lijnomvormers – Een complete reeks modules die in serie zijn geschakeld, is verbonden. Als u meerdere strings aansluit, wordt dit een multistring-omvormer genoemd. Het nadeel hiervan is dat zodra een module gedeeltelijk in de schaduw staat, dit de prestaties van de hele streng negatief beïnvloedt. De voordelen zouden de hoge efficiëntie en de eenvoudige centrale installatie zijn.
• Module omvormers – Maakt rechtstreeks verbinding met een enkel zonnepaneel en zet de gelijkstroom om in wisselstroom. De uitgangen van alle module-omvormers worden parallel aangesloten en aan elkaar gekoppeld op het net. Een aantasting door gedeeltelijke zonwering kan hier niet plaatsvinden, omdat elke module zijn eigen omvormer heeft. Er ontstaan echter hoge kosten voor de vele omvormers en de hoge inspanning die de installatie met zich meebrengt.
• Centrale omvormers – Ze zijn ondergebracht in een technische ruimte en worden meestal alleen gebruikt in professionele zonne-energiesystemen. Zelfs in grote fabrieken hoeft u slechts één apparaat te onderhouden en te bewaken. Als dit echter niet lukt, blijft het hele systeem zonder opbrengst.

Er zijn ook drie verschillende soorten omvormers, vooral in de zonne-energietechnologie.

• Zonne-omvormers
• Batterij omvormers
• Hybride omvormers

De zonne-omvormer is nodig om de gelijkstroom die door de zonnepanelen wordt geabsorbeerd in de batterij te voeden. Daar heb je ook de batterij-omvormer nodig om de elektriciteit om te zetten in bruikbare huishoudelijke stroom, d.w.z. wisselstroom. De hybride omvormer daarentegen kan zowel de geabsorbeerde gelijkstroom in de batterij leveren als deze tegelijkertijd omzetten in bruikbare wisselstroom.

Er wordt ook onderscheid gemaakt tussen omvormers met zuivere of gemodificeerde sinusoïdale spanning. Maar wat is nu precies het verschil? Of je een zuivere of gemodificeerde sinusgolf nodig hebt, hangt af van voor welk elektrisch apparaat je een omvormer wilt gebruiken. De belangrijkste verschillen liggen in het type wisselspanningsuitgang. De omvormer met de gemodificeerde sinusgolf probeert de bekende huishoudelijke elektriciteit na te bootsen. Deze golf wordt trapeziumvormig of getrapt genoemd. Hier wordt een complexe afvlakkingstechniek achterwege gelaten, waardoor er geen zuivere sinusoïdale spanning wordt gegenereerd. Daarom zijn deze ook veel goedkoper in aanschaf. Omvormers met gemodificeerde sinusgolven zijn daarom geschikt voor eenvoudige verbruikers die zich ohms en inductief gedragen, bijvoorbeeld kachels, koffiemachines of gloeilampen. De onzuivere sinusoïdale trapeziumvormige spanning kan echter problematisch zijn voor moderne apparaten als elektronische circuits en bepaalde elektronische componenten zijn opgenomen. Dit is meestal van buitenaf niet zichtbaar voor de apparaten en kan leiden tot ontnuchterende verrassingen. Raadpleeg daarom altijd een specialist. Dit type omvormer is helemaal niet geschikt voor apparaten met capacitief gedrag, zoals sommige LED-lampen of spaarlampen. Beter hier zijn de omvormers met zuivere sinusgolf. Deze zorgen voor een hoogwaardige sinusgolf, die op geen enkele manier inferieur is aan de huishoudelijke netspanning. Dit heeft als voordeel dat alle elektrische apparaten zonder beperkingen werken. Dit wordt bereikt door een uitgebreide afvlaktechniek, die uiteraard ook terug te zien is in de prijs. Kortom, de omvormer met gemodificeerde sinusgolf is geschikt voor eenvoudige huishoudelijke apparaten. Je komt echter steeds beter weg met de omvormer met de zuivere sinusgolf, omdat je daar geen ged krijgt.Ik zou de commissaris willen vragen of hij bereid is het voorstel van de Commissie over te nemen.

Kosten

Gemiddeld kost een normale omvormer 800 tot 2000 € en is goed voor ongeveer 10 tot 15 procent van de totale aanschafkosten van het PV-systeem. Per kW is de prijs ongeveer 165 € per geïnstalleerd nominaal vermogen, wat het belangrijkste criterium voor de prijs is. Een voorbeeld: Als uw systeem zich in het vermogensbereik van 5 tot 10 kWp bevindt en de prijs per kW is 166 €, dan kost de omvormer 1328 €. Natuurlijk, hoe hoger de inspanning van de installatie, hoe hoger de kosten van de installatie. Als de afstanden langer zijn, moeten er meer koperen kabels gelegd worden, waardoor de prijs ook weer stijgt. De aansluitkosten bedragen ongeveer 500 tot 1500 €.

Kosten voor speciale omvormers in de particuliere sector

• Batterij omvormer tussen 1000 € en 2500 €
• Hybride omvormers tussen 2000 € en 4000 €
• Module omvormers tussen 3000 € en 6000 €

Welke spanning moet mijn omvormer hebben?

De meeste inductieve apparaten met een elektromotor als aandrijving hebben meerdere malen meer vermogen nodig tijdens de inschakelfase. Deze kortstondige stroompieken duren meestal slechts een fractie van een seconde. Toch is het belangrijk dat deze vermogenspieken door de omvormer worden opgevangen. Daar is een heel simpele vuistregel voor. De continue output van de omvormer moet ten minste drie keer het continue vermogen van een elektrisch apparaat zijn dat wordt aangedreven door een elektromotor. Een klein voorbeeld: je hebt een modern, inductief elektrisch apparaat, laten we zeggen dat het een boormachine is, met een vermogen van 100W, waarvoor 230V huishoudelijke elektriciteit nodig is. Je hebt echter alleen een 12V autobatterij beschikbaar voor de levering. Dan heb je een omvormer nodig met pure sinusoïdale spanning om deze 12V DC spanning van de accu om te zetten in 230V WISSELSPANNING. De omvormer moet ten minste 300 W vermogen kunnen leveren, d.w.z. drie keer het vermogen van het elektrische apparaat.

Modellen met en zonder transformator

Modellen met transformator kunnen worden aangesloten op zowel negatieve als positief geaarde modules. Het belangrijkste voordeel van deze modellen is de galvanische isolatie. Dit zorgt ervoor dat wissel- en gelijkstromen afzonderlijk worden behandeld en in onafhankelijke circuits worden gevoerd. De omvormer en het PV-systeem zijn beschermd tegen schade in het geval van een overspanning door deze scheiding. Het gebruik van een transformator leidt echter ook tot conversieverliezen en dit leidt tot een lager rendement. Een ander nadeel is het hogere gewicht, dat vooral merkbaar is tijdens de montage. Door de daaruit voortvloeiende hogere materiaalkosten zijn deze ook duurder dan de modellen zonder transformator. Ventilatoren zijn geïnstalleerd in de meeste transformatoromvormers om ze te koelen.

Voordelen van de modellen zonder transformator zijn het hogere rendement, het lagere gewicht en dus ook een eenvoudigere installatie. Door de afwezigheid van een ventilator vallen deze modellen akoestisch nauwelijks op en door het lagere materiaalgebruik ook de goedkopere variant. Helaas zijn deze modellen niet universeel toepasbaar en zijn ze slechts compatibel met zeer weinig dunne-film zonnepanelen. Om te kunnen beschermen tegen overspanningen, moeten ze worden geïnstalleerd volgens beschermingsklasse 2.

Het rendement is ongeveer 98% voor transformatorloze omvormers en slechts ongeveer 95% voor apparaten met transformatoren. Dit klinkt in eerste instantie niet als een groot verschil, maar met een grote plant en een lange levensduur leidt dit uiteindelijk economisch en energetisch gezien tot aanzienlijk meer of minder opbrengst.