E-Learning

Ga aan de slag. Succes !


 

5. Componenten van PV-systemen

5.1. De oriënterende vragen

De installatie van het systeem

  1. Wat kan er gedaan worden wanneer er weinig licht aanwezig is ?
  2. Welke componenten horen tot een net-gekoppelde PV-installatie. Schets dit.
De inverter
  1. Welke functie heeft de inverter
  2. Er zijn verschillende technologieën m.b.t. inverters. Noem de meest belangrijke, hun functie en hun voor- en nadelen.
  3. Waar moet je aan denken in zake de plaats van een inverter indien je hem ophangt ?
  4. Welk net-vermogens worden gecontroleerd door de inverter en waarom ?
  5. Wat gebeurt er indien de net elektriciteit wordt ontkoppeld of wanneer er stroomuitval optreedt ? Zijn eigenaren van PV systemen dan de enigen die nog stroom hebben ?
  6. Wat wordt verstaan onder MPP-tracking. Hoe functioneert dat in principe ?
  7. Onder welke omstandigheden converteert de inverter de hoogste spanningen waarbij hij nog steeds werkt zonder schade.
  8. Onder welke omstandigheden converteert de inverter de laagste spanningen waarbij de inverter nog steeds in werking is ?
  9. Wat gebeurt er in geval van gelijkspannings over-spanning en gelijkspannings onder-spanning ?
  10. Waarom is de capaciteit van de inverter lager dan de piekcapaciteit van de modules (PV-opwekeenheiden)
  11. Wat gebeurt er indien de modulen een grotere capaciteit leveren dan de capaciteit van de inverter, maar blijvend in het toegestane spanningsbereik ?
  12. Wat gebeurt er ’s-nachts ? Wordt de inverter losgekoppeld of blijft hij continu werken ?
  13. Verbruikt de inverter zelf stroom ?
  14. Waar moeten we op letten wanneer we kabels laten lopen van de inverter naar de voedingsbron zodanig dat de inverter kan werken ?

Zonne-modulen /zonnecellen

  1. Uit elk materiaal zijn de meeste zonnecellen tegenwoordig gemaakt ?
  2. Wat is het verschil tussen monokristallijne, polykristallijne en amorfe zonnecellen ?
  3. Wat is de efficiency van industriële zonnecellen
  4. Welke theoretische efficiency kunnen silicium zonnecellen halen ?
  5. Welke efficiency wordt bereikt in laboratoria ?
  6. Welke spanning levert een silicium zonnecel ?
  7. Hoeveel cellen worden normaal aan elkaar verbonden in een module voor toepassingen in midden Europa ?
  8. Wat wordt er verstaan onder MPP ?
  9. Hoe kan men onderscheid maken in open spanning en gemiddelde spanning ?
  10. Waarom zie je allebei in de data sheets ?
  11. Wat betekent Watt piek (Wp ) ?
  12. Wat verstaat men onder standaard omstandigheden in een zonnecel ?
  13. Zijn deze standaard omstandigheden aanwezig bij normaal gebruik ?
  14. Hoe beïnvloedt een verandering in de temperatuur de stroom, de spanning en het verbruik ?
  15. Hoe hoog is de beschermende lage spanning voor directe spanning ?
  16. Welke richting en hoek is het beste voor de hoogste opbrengst ?
  17. Wat veroorzaakt de grootste verliezen ? Welke factoren bepalen de beste locatie ?
  18. Wat wordt er bedoeld met en branche ?
  19. Wat gebeurt er in de PV-verdeel box ?
  20. Welke materialen worden gebruikt om zonnecellen te maken ?
  21. Wat betekenen de termen CIS en CdTe ?
  22. Waar moet men naar kijken wanneer men de nieuwe dunne laag modules gebruikt ?
  23. Welke spanningsoutput hebben deze dunne laag modules ?
  24. Wat is effect van de temperatuur op de spanningsouput van dunnelaag modules ?
  25. Wat betekent dit voor het ontwerp van een PV-installatie ?
  26. Wat is de efficiency van de verschillende dunne laag materialen ?

Het gelijk maken van de spanning. 

  1. Welk doel dient het gelijk maken van de spanning ?
  2. Waar is het gelijk maken van de spanning neergelegd ?
  3. Is het voldoende het frame en de aardedraden aan te sluiten op een potentiaalvereffening
  4. Waar zit de aarde draad ? Hoe is het bevestigd aan de installatie ?
  5. Waar worden de kabels vanaf het dak geïnstalleerd ?
  6. Welke omstandigheden zijn er nodig voor de aarde kabel?
  7. Welke kabels worden er geplaatst op de basispotentiaalvereffeningsrail ?    

Bekabeling

  1. Aan welke omstandigheden moet het verbindingscircuit met de zonnegenerator voldoen?
  2. Welke kabels worden gebruikt ?
  3. Hoe worden verliezen door kabels berekend ?
  4. Hoe kunnen DC verliezen tot een minimum beperkt worden
  5. Welke problemen treden er op indien kabels worden gelegd van het dak tot in het huis ?

5.2. De principes van een PV-installatie

 37
Figuur
37: Componenten van een net-gekoppelde PV-installatie

5.2.1. De fotovoltaïsche generator

De fotovoltaïsche opwekeenheid (generator) is het totale systeem van modules en aftakkingen.

5.2.2. De zonnecel - samengevat

Zonnecellen zijn de kleinste units van een PV-installatie en zetten licht om in stroom (het foto-elektrisch effect). Op de zonnecellen zijn strip geleiders geprint (gesoldeerd) om de elektronen te verzamelen. De afzonderlijke zonnecellen zijn aaneen geschakeld in een module (in serie schakeling).

De definitie van een zonnecel is: primiare PV-component die bij blootstelling aan licht, zoals zonnestraling, elektriciteit kan opwekken.

Zonnecellen zijn primair gemaakt van het halfgeleider materiaal silicium. Er zijn vier verschillende typen:

1. Mono-kristallijn [c-Si] (enkele kristallen).

Dunne plakjes (0.3-0.5mm dik) die van een siliciumkristal afgezaagd zijn.

2. Poly-kristallijn [c-Si] (veel kristallen).

Dunne plakjes (0.3-0.5mm dik) die van een siliciumkristal afgezaagd zijn.

3. Amorf silicium [a-Si] (random kristal structuur).

4. Dunne laag technologie. Het silicium wordt verdampt op een drager van glas.

Multilaag technologie (b.v. drie lagen gecoat op staalplaten).

5.2.3. Een module

Een module is de unit die bestaat uit individuele zonnecellen. Zonnecellen zijn, als regel gelijmd met een synthetische vulling tussen twee glasplaten. Hierdoor kan men de module zetten in een frame (van aluminium of roestvrij staal) maar meer en meer laat men dit weg omdat vuil zich nog al eens op wil hopen op de onderste richel waardoor de onderste cellen minder stroom opwekken. Het symbool dat een module representeert:

figuur38
Figuur
38: Het symbool voor een module 

De definitie van PV-module is: kleinste samenstel van onderling verbonden zonnecellen dat volledig tegen milieu-invloeden is beschermd.

5.2.4. De streng

Om een hogere systeemspanning te kunnen krijgen, worden modules in een rij geplaatst. Dit wordt een streng genoemd.

Een hogere systeem spanning heeft het voordeel dat er minder geïnstalleerd hoeft te worden. Lagere stroomsterkten vloeien met dezelfde efficiency waardoor het kabelverlies gereduceerd wordt. Daar staat tegenover dat een hogere spanning meer strengente veiligheidsmaatregelen vereist die, in het geval van de inverters, leiden tot hogere kosten.

De definitie van streng is: keten waarin PV-modules in serie zijn geschakeld om de vereiste uitgangsspanning op te wekken.

5.2.5. Fotovoltaïsche branch ofwel de aansluitkast voor de PV-opwekeenheid.

De PV-opwekeenheid is in de meeste gevallen verbonden door de fotovoltaïsche branch of PV-verdeler met de netvoedings toepassing / de inverter.

In de fotovoltaïsche branch worden alle strengs van de PV-opwekeenheid bijeengebracht. Er bestaan streng verbindingen in de PV-branch voor de positieve en negatieve polen van elke streng die in het geval van kortsluiting (+ tegen aarde en – tegen aarde) moet beschermen tegen kabelbrand. Vandaar dat er in de PV-branch een hoge spanningsbeveiliging (bliksem) en een onderbrekings-schakelaar zit.

Andere termen die gebruikt worden voor de PV-branche zijn

• generator connector-box

• fotovoltaïsche distributeur

• aansluitkast voor PV-installatiearray

5.2.5.1 De onderbrekingsschakelaar

Voor onderhoudsdoeleinden moet het gelijkspanningscircuit soms ontkoppeld worden van de PV-branch naar de inverter. Hiervoor wordt een gelijkspanningsschakelaar (DC break switch) geïnstalleerd. Dat kan in de PV-branch gedaan worden ofwel in de voeding naar de inverter die veilig het positieve en negatieve circuit kan scheiden (waarbij de inverter dan neutral is).

5.2.5.2 Hoge spanningsvaristors

Een varistor is een elektronische component waarvan de weerstand verandert afhankelijk van de naburige spanning. Hoge spanningsbeveiligings- en bliksem-varistors zijn speciaal vervaardigd om gedurende een korte tijd stromen te scheiden in het gebied rond de 20.000 A.   Daar staat tegenover dat er plaat varistors bestaan die alleen lage stroomsterkten kunnen scheiden. Voor kleinere installaties met kleine module-oppervlakten kan dit voldoende zijn maar voor grotere installaties worden hoge spanningsvaristors aanbevolen door de TÜV, het Duitse technische standaardisatie bureau.

Hoog voltage varistors moeten voldoen aan bepaalde eisen voor gebruik in PV.

Klasse C ladings eliminator

DIN VDE 0110 deel 1; DIN VDE 0100

DIN VDE 0675 deel 6

Thermische afsluiter (thermal cut-off device)

Hoge scheidingsmogelijkheid (High diversion ability)

Optische storingsaanduider (Optical defect indicator)

Meer informatie kan gevonden worden in het hoofdstuk over bliksembeveiliging.

Het schakel symbool voor een varistor:
figuur39

Figuur 39: Het symbool voor een varistor
figuur40

Figuur 40: De constructie van een fotovoltaïsche branch (de aansluitkast)

5.2.6. De Netvoeder / inverter / omvormer

De netvoeder (inverter) is het verbindende deel tussen de PV-opwekeenheid en het net.


Taken van de inverters:

  1. De opwekking van wisselspanning en –stroom.

Het zet de gelijkspanning en gelijkstroom van PV-installaties om in sinusvormige wisselspanning en wisselstroom. Vanwege deze eigenschap worden de voedingstoepassingen ook wel inverters genoemd.

2. De inverter houdt ook toezicht over het volgende:

• De interne weerstand van het net wordt gemeten

• De isolatie van de zonnegenerator tegen de aarde wordt gecontroleerd op fouten.

• Tevens kunnen individuele strengs gecheckt worden op fouten van de inverter.

• De inverter kan ook de totale opbrengst van de installatie controleren.

3. Het inregelen van het optimale vermogenspunt = Maximum Power Point (MPP)

De meeste inverters regelen het optimale vermogenspunt met een MPP-tracker, hetgeen betekent dat men regelmatig zoekt naar het wenselijke werkingspunt. Andere inverters werken met vast ingestelde settings, en sommigen meten de module temperatuur en stellen afhankelijk daarvan het werkingspunt in.

Het schakelsymbool voor een inverter is

figuur41

Figuur 41: Het symbool voor een inverter

De ENS

De ENS is een schakelunit die is geïntegreerd in de inverter en die de controlefunctie overneemt. De ENS meet constant de netfrequentie, het netvoltage en de interne weerstand van het net. Hierdoor wordt gegarandeerd dat de inverter niet werkt op een “eiland”installatie in het geval het net plat gaat, maar dat het de verbinding verbreekt.

ENS betekent : onafhankelijke ontkoppelingsschakelaar voor PV-installaties. Zoals in een één-fase unit, kan stroom gegenereerd worden aan het publieke net tot een maximum van 4600

W (wisselspanning).

Een driefase ENS die toevoegingen tot 30 kW toestaat zal binnenkort op de markt komen. Meer informatie over dit onderwerp is gevoegd in de standaard VDE 0125. Deze standaard is kort geleden gereviseerd.  

De interne weerstand van het net ofwel de net-impedantie

De ENS reageert gevoelig op het meten van de net-impedantie (de interne weerstand in het net) en ontkoppelt de inverter indien de weerstand op het net te laag is. De inverter zal niet starten indien de stroom te laag is in de kabel van de inverter naar de voeding.

figuur42 

Figuur 3: Overzicht van de functionele elementen van een inverter in een constructie van het complete systeem bijvoorbeeld 1 NEG 1600+

5.2.7. Kabels/ leidingen

In PV-installaties gebuikt men kabels die enkelvoudig gewonden zijn met dubbel geïsoleerde rubber uiteinden. (leads) Uit veiligheidsoverwegingen moet men geen meervoudig gewonden kabels gebruiken.

5.2.7.1 Conductor dwarsdoorsnede

In principe:

De conductor dwarsdoorsnede is zo vastgesteld dat de kabel spanningsval in totaal kleiner is dan 1 % van het opgewekte vermogen. Voor de kabelcircuits van de modules, en de verbindingskabel naar de inverter, worden diameters van 4 - 25mm2 gebruikt, afhankelijk van de stroom, de input spanning en de afstand tot de zonnegenerator. Het kabeltype moet tevens enkel gewonden zijn en met dubbel geïsoleerde rubber uiteinden.

5.8. De inverter technologie

Om aan het net stroom te kunnen leveren moet de inverter een spanning genereren die overeenkomt met de spanning op het net. Er zijn drie omstandigheden die daarbij een rol spelen:

  • dezelfde amplitude
  • dezelfde fase
  • dezelfde frequentie

Om hieraan te voldoen wordt de spanning van het net bij alle inverters genomen als een standaard voorbeeld voor de opwekking van onafhankelijke spanning. Om dit tot stand te kunnen brengen kan met twee technieken toepassen die hierna kort behandeld worden.

5.8.1 De onafhankelijke inverter (self-commuted inverter)

Commuting betekent dat de stroom door twee controle-elementen (kleppen) gaat. Het veranderen van de stroom gebeurt in de inverter bij de pool veranderaar (brug) van het apparaat ofwel in het passeren van de nul van de sinusoide spanning en stroom van het net (cos phi = 1). Zo worden de 100 Hz sinusoide halve golven 50 Hz van de sinusoide wisselspanning. De negatieve halve golf wordt bereikt door de stroom om te zetten in de poolveranderaar van de omvormer.

Zelf-veranderende inverters hebben geen wisselspanning bron van buitenaf nodig, maar indien parallel gewerkt moet worden met de net inverters moet de frequentie die wordt voorgeschreven door het net als een controle input voor de piekende impuls aanwezig zijn.

Voorbeeld: SOLWEX (Karschny – netvoeders)

NEG 1600+ skytron – heropwekkende energietechnlogie (Entwicklung-Wuseltronik

Forschung & Entwicklung, Berlin)

Een illustratie van het constructieschema van het apparaat wordt getoond op de volgende pagina.

5.8.2. Lijn-veranderende inverters (master-commuted inverters)

Lijnveranderende inverters hebben een vreemde wisselspanningsbron nodig om de spanning te kunnen aanpassen (DIN41750, page 2).

Lijnveranderende inverters zijn daarom niet als eiland te gebruiken.

Voorbeeld: Solar concept SKN; (thyristor inverter); en ACE-engineering team.

figuur42
Figuur
42: Circuitdiagram van een (NEG 16000) inverter 

De figuur laat de individuele functiegroepen van de net-inverter zien en hoe ze werken.

5.9. Inverter systeem technologie

5.9.1 Module inverter

Bijvoorbeeld Dorfmüller, OKE 4 (NKF-Kabel) en Mastervolt, Holland.

Een module inverter is een omvormer die direct aan de module is gekoppeld. De spanning die hier beschikbaar komt is 230V/50Hz. Voor het installeren zijn geen andere componenten nodig.

De kosten van deze technologie zijn ongeveer twee maal zo hoog als van die in een standaard opstelling. Vandaar dat die inverters bijna nooit gebruikt worden.

Toepassingsgebieden voor deze technologie zijn beperkt als bijvoorbeeld gedeeltelijk donkere oppervlakten of front oppervlakten met verschillende oriëntaties. Door technische en economische redenen ontvangen deze module inverters niet hun eigen net control circuit (ENS) maar zijn met een centrale unit verbonden met het publieke net. De specifieke efficiency van deze inverters ligt in het gebied van 100-300W.

figuur43 

Figuur 43: Elementaire opstelling van module inverters

5.9.2 Streng inverters

In het geval van een streng inverter, bestaat de zonneopwekeenheid alleen uit een streng waarin alle modules met elkaar verbonden zijn in een rij. Om de efficiency te vergroten moeten meerdere modules in een rij met elkaar verbonden worden. Daardoor kunnen gelijkspanningen tot 750V opgewekt worden naar de netvoeder.

Voorbeelden van deze zijn de inverters van de firma sunways in Konstanz.

De toepassing werkt zonder een net-omvormer. De omzettingsefficientie is zeer goed. Maar er zijn nog steeds geen resultaten beschikbaar betreffende de efficiency van de MPP-adaptatie (zie hoofdstuk 5.5.5).

Wanneer delen soms niet in het licht staan of bij snelle veranderingen van de beschikbaarheid van de zon zijn deze inverters slechter dan de inverters die werken met parallelle verbindingen van de modules. Dat komt omdat per beschaduwde module er een toegevoegd maximum ontstaat in de karakteristieke krachtscurve (curve of power) (P-karakteristieke curve). Omdat als regel de MPP-tracking werkt met een golf oscillatie tijd van 0.5-2 seconden kan een optimaal werkingspunt niet gevonden worden met als resultaat een wanverhouding. Dit betekent dat de netvoedingstoepassing niet optimaal is aangepast aan de zonnegenerator. Hierdoor wekt de totale installatie minder energie op.

figuur44
Figuur
44: Schakeling van een streng inverter.

5.9.3 Module georiënteerde inverter

Een andere mogelijkheid om modules aan elkaar te schakelen is weergegeven in het volgende figuur. Hierin zijn alle modules parallel geschakeld. In deze technologie heeft de input spanning hetzelfde niveau als de corresponderende spanning van het module. Het voordeel hiervan is dat het makkelijker te installeren is en dat de module ongevoelig is voor het gedeeltelijk donker worden van de module.

Nadelig kunnen de kosten zijn aangezien inverters met een geschatte output kleiner dan 1500 W duurder zijn om te vervaardigen. Door vast te houden aan deze vorm van installeren wordt de aansluitingsinspanning groter naarmate de efficiency groter wordt omdat de stroom toeneemt terwijl de input laag blijft.  

figuur45

Figuur 45: Circuit van de WE 800

5.9.4 Centrale inverter

Centrale invertes combineren de verschillende voordelen van de installatiemogelijkheden. Ofwel de opstelling der modules is niet zo gevoelig voor gedeeltelijke verduistering zoals bij serie geschakelde panelen. Dit resulteert in een goede MPP-machting van de inverters. Dankzij de hogere systeemspanning dan die van module georiënteerde inverters, bereiken centrale inverters een zeer hoge efficiency. Tevens kunnen installaties zonder problemen worden uitgebreid met meer modules. Zo kunnen economisch rendabele PV-installaties worden gemaakt met een grote efficiency
46    

Figuur 46: Centrale inverter b.v. NEG 1600+

5.9.5 Aansluitingsefficiency.

Om overladen of liever gezegd asymmetrische stress van de net te vermijden zijn de VDEW richtlijnen geschreven die voorschrijven dat PV opwekeenheden alleen aangesloten mogen worden tot een piek efficiency van 5 kW tot een fase. Het is niet relevant of deze koppeling gebeurt door één inverter of meerdere. Wanneer het aansluitingsschema de fase overschrijdt, moet een inverter stopschakelaar ingepland worden. Zo’n schakelaar is te verkrijgen bij de energiemaatschappij.

5.9.6. Controlerende taken van een inverter

Het netwerkbedrijf vereist van de leveranciers van inverters enkele veiligheidsgaranties. De richtlijnen schrijven de volgende beveiligings- en controlefuncties voor :

  • Controle van de netspanning
  • 3-fase tussen de externe geleiders of
  • 1-fase (L tegen N) met ENS
  • over-spanning en onder-spanning
  • net frequentie

Goede inverters hebben daarbij ook nog aarde testers voor kabels en modules die beschermen tegen kortsluiting met de aarde

Ze hebben tevens een indicator en beveiliging tegen stijgingen van de temperatuur. Fouten en verstoringen worden op verschillende manieren aangegeven afhankelijk van de fabrikant. Een mogelijk signaal voor de verstoringen of fouten zijn geïntegreerde displays of signaal lampjes (LED) in het apparaat. In het handboek staat dan aangegeven wat e.e.a. voorstelt.    

5.9.7. Technische gegevens van inverters in PV-installaties.

5.9.7.1. Maximale input spanning

De open spanning (nullastspanning) van modules verandert met de temperatuur van de cel. Bij toename van de temperatuur, daalt de spanning en bij het verlagen van de temperatuur wordt de spanning groter. Wanneer men onderdelen aan het uitzoeken is, dient men daar rekening mee te houden. Het open voltage van de modules verandert met de temperatuur van de cel. In de tabel kan men de correctiefactoren aflezen waarmee de minimale en maximale spanning te berekenen is.

De berekening van de maximale open spanning wordt normaliter gefixeerd op -10ºC, en die van de minimale spanning op 60ºC. De inverter moet hierop gemaakt zijn. Het boven de maximale spanning uitsteken kan leiden tot schade aan het apparaat en moet voorkomen worden

5.9.7.2. Het MPP werkingsgebied (voltage range)

MPP = Maximum Power Point

Verschillende modules hebben verschillende spannings- en stroomratio’s. Tevens verandert de spannings- en stroomratio van de modules door de temperatuur en dus ook het MPP spannings- bereik in een vaststaande opstelling van de PV opwekeenheid (bijvoorbeeld, 4 modules in een streng). Een groot MPP spanningsbereik heeft de voorkeur omdat het de mogelijkheid biedt verschillende modules te gebruiken. Vandaar dat de fabrikant en indicatie moet geven van het MPP spanningsbereik in de technische gegevens bij de inverter.  

5.9.7.3. Efficiency

De omzetting van de operationele ratio is de relatie van de output (net) en input (zonnecellen) kant. De omzetting van de ratio van een inverter varieert afhankelijk van de lading. Verschillende fysische effecten en eigenschappen in de constructie van de onderdelen zijn hiervoor verantwoordelijk.
47

Figuur 47: Inverter operationele ratio’s in %

5.9.7.4. Europese efficiency

Een inverter werkt niet het hele jaar door op dezelfde capaciteit. Gedurende de meeste uren is hij alleen maar geladen met een klein deel van zijn maximale capaciteit. De operationele ratio is niet constant over het hele werkingsgebied. Een gemiddelde operationele ratio kan berekend worden uit de verschillende frequenties waarin de zon schijnt met verschillende intensiteit in midden europa met de volgende formule:

EW = 0.03 * W5 + 0.06 * W10 + 0.13 * W20 + 0.1 * W30 + 0.48 * W50 + 0.2 * W100

waarbij EW betekent Europese Operationele Ratio en W5 bijvoorbeeld de operationele ratio bij 5% van de output in continu gebruik (= Gemiddelde output).

5.9.7.5. MPP aanpassingsefficiency

De parameter van de MPP aanpassingsefficiency geeft de dichtheid van de inverter weer wanneer hij werkt op het Maximum Power Point van de PVopwekeenheid. Hoe groter deze parameter hoe beter de fotovoltaïsche installatie wordt gebruikt en hoe hoger de opbrengst.

48 

Figuur 48: De aanpassingsefficiency van verschillende inverters. De figuur laat een vergelijking zien van verschillende inverters. 

5.9.7.6. De gemiddelde output

De gemiddelde output beschrijft de output van de inverter naar het net wanneer die in continu gebruik is. Hierbij moeten we de temperatuur en het corresponderende vermogen dat is opgegeven door de fabrikant in ogenschouw nemen. Hierbij moeten we veronderstellen dat de temperatuur om de inverter hoger is dan de kamertemperatuur van 20 oC die wordt beschreven in de instructies. Men moet absoluut informeren naar het gedrag van de inverter bij hogere temperaturen. Deze gegevens zou men moeten beschrijven en verspreiden.

5.9.7.7. Overload gedrag

Waarom is het vermogen van de PV generator groter dan de gemiddelde output van de inverter?

In Nederland wordt het piekvermogen van de modules alleen maar in de bereikt op uitzonderlijke dagen. Omdat de gebruiksratio van de inverter fluctueert met het vermogen en als regel een maximum bereikt bij 40 - 60% van zijn gemiddelde lading (afhankelijk van de circuittechnologie) streeft men ernaar het apparaat zo frequent mogelijk te gebruiken in deze procentenzone. Daarom wordt de PV-opwekeenheid 10 tot 20 % groter gemaakt dan nodig lijkt. Goede inverters zijn zo gemaakt dat zij het piekvermogen in het net kunnen leveren gedurende een bepaalde periode (2 a 3 uur) waarna ze een temperatuurafhankelijke reductie van het omgezette vermogen ondergaan zoals een gebruikspunt verschuiving (een gebeurtenis buiten de MPP).

5.9.7.8. Eigen verbruik.

Een andere belangrijke parameter van een inverter is het eigen gebruik van het vermogen. De term eigen verbruik moet gezien worden als de hoeveelheid energie die nodig is voor het functioneren van het apparaat.

49
Figuur
49: Stand by verbruik en jaarlijks totaal energieverlies vergeleken met het gemiddelde.

5.9.7.9. De nalevingsverklaring

Met de nalevingsverklaring laat de fabrikant weten dat hij heeft gewerkt naar alle geldige standaarden die betrekking hebben op het apparaat. Je moet er dus op letten dat het apparaat zo’n verklaring heeft. De inverter moet speciaal voldoen aan de EMC-richtlijn en de lage voltage richtlijn.

Wat betekent EMC ?

EMC
staat voor Electro-Magnetic Compatibility

Er zitten schakelelementjes in de inverter die werken tussen de 15 - 25 kHz. Zulke schakelaars wekken een veelheid van frequenties op. Wiskundig gezien kan dit bewezen worden met behulp van de zogenaamde Fourier-analyse die bewijst dat er een oneindig aantal sinusoide frequenties in een rechthoekige puls zitten die resulteren in de som van de puls van de basale frequentie (de rechthoekige puls).  

Deze wisselende frequenties kunnen onder sommige omstandigheden uitbreiden in de verbindingskabels (tussen de PV-opwekeenheid en het net) en door de lucht, zoals met radio en televisie. Hierdoor kunnen andere apparaten last hebben van interferentie hetgeen zich vaak uit als een geluid.  

Maar afhankelijk van de frequentieband en mate van straling kunnen sommige andere apparaten als pacemakers of units die op afstand bediend worden, beïnvloed worden in hun functie.   De wetgevingschrijft maximale intensiteitlimieten voor en geschikte frequenties voor die in acht genomen moeten worden door de fabrikanten.

Deze pagina laat twee grafieken zien van netafhankelijke interferenties van de NEG 1600. In de eerste grafiek worden de spectrale niveaus aangegeven en in de tweede grafiek het tijdsgebied.

De waarden waarbinnen e.e.a. moet blijven zijn weergegeven in dik gedrukte horizontale lijnen.
50

Figuur 50: Spectrale verdeling van de interfererende frequenties (inverter NEG 1600)
51

Figuur 51: Frequentie karakteristiek van interfererende frequenties (inverter NEG 1600)

5.9.7.10. De stabiliteit van de interferentie spanning naar wat de IEC voorschrijft.

IEC betekent: International Electronic Commission

De IEC stelt richtlijnen op zodat landelijke richtlijnen tevens voldoen aan internationale normen.

Apparaten mogen andere apparaten niet beïnvloeden in hun werking. Aan de andere kant moet ieder apparaat bepaalde interferenties kunnen weerstaan als voorgeschreven in de gangbare EMC richtlijnen. Bij het bepalen van de interferentiegevoeligheid worden bepaalde hoge spanningspulsen naast andere, uitgezonden naar de voedingslijn van het apparaat terwijl het in gebruik is. De niveaus zijn onderverdeeld in verschillende gebieden:  

Tabel ECN Test niveau’s naar de IEC801-4

51tab

Naast het identificeren van de classificatie van de toepassing moet men ook bepalen waar het apparaat in werking is. Classificaties voor gebruik in huizen en bedrijven zijn het meest gangbaar en PV-installaties worden daar het meest ingezet.

De tabel laat een vergelijking zien van de interferentiespanningsstabiliteit van verschillende inverters. (Metingen: ECN Holland 1994).

51tab2