Waarom worden zonnepanelen in een string aangesloten?

zonnepanelen in serie geschakeld tot een string
geen schaduw te zien, deze zonnepanelen liggen in meerdere strings op het dak

Wanneer zonnepanelen in een string worden aangesloten worden de zonnepanelen onderling verbonden. Technisch gesproken worden de zonnepanelen dan in serie geschakeld.

Het in een string plaatsen van zonnepanelen is de meest gebruikte techniek en wordt door de zonnepaneel­installateur vaak aanbevolen omdat hiermee de aanschafprijs van de zonnepaneelinstallatie verlaagd wordt. Dit komt voornamelijk door het gebruik van een relatief goedkope centrale string omvormer. Daarnaast wordt de installatietijd een beetje bekort en dat vertaalt zich ook in een klein financieel voordeel. Het tot een string koppelen van zonnepanelen kent een aantal voordelen, maar ook natuurlijk nadelen.

Voordelen van in een string plaatsen van zonnepanelen

  • lagere installatie prijs
  • maar één relatief goedkope omvormer
  • minder bekabeling
  • snellere installatie
  • minder kabel verliezen, daardoor iets beter rendement (hogere opbrengst)

Nadelen van in een string plaatsen van zonnepanelen

  • lagere tot veel lagere opbrengst in geval van (een beetje) schaduw
  • aantal zonnepanelen niet meer uitbreidbaar
  • uitval van de omvormer leidt tot uitval van totale opbrengst
  • zonnepanelen met verschillende oriëntaties en/of hellingshoeken vereisen speciale aandacht
  • iets verhoogde kans op vlambogen
  • potential induced degradation

Advies

Wanneer de zonnepanelen geen last hebben van schaduw en je niet van plan bent om het aantal zonnepanelen uit te breiden is het een goede keuze om de zonnepanelen in een string aan te sluiten. Besteed wel veel aandacht aan de keuze van de string omvormer die het beste past bij het aantal én de gebruikte type panelen.

Als de zonnepanelen verschillende oriëntaties hebben en/of in verschillende hellingshoeken geïnstalleerd worden is het in een string schakelen van zonnepanelen niet zonder meer de eerst keuze. Het kan zeker wel maar dan moet voldaan worden aan een aantal voorwaarden. Het alternatief is het gebruik van micro omvormers in plaats van een string omvormer.

Het kan zijn dat je meer panelen hebt dan je kan aansluiten in één string. Hoeveel zonnepanelen je maximaal kan aansluiten in één string en waar je op moet letten bij het kiezen van een omvormer in zo'n situatie kan je lezen in het artikel zonnepanelen aansluiten in meerdere strings.

Zonnepanelen in een string aansluiten, de voordelen

lagere installatiekosten

Doordat je maar één omvormer hoeft te kopen, je minder draden nodig hebt, en de installatie sneller verloopt is een zonnepaneelinstallatie op basis van zonnepanelen in één of meerdere strings het goedkoopst.

één omvormer in plaats van vele omvormers

Wanneer je de zonnepanelen in een string plaatst (in serie schakelt) kan je die string aansluiten op één omvormer. Die omvormer moet dan wel met deze hogere zonnepaneelspanning om kunnen gaan en genoeg vermogen kunnen leveren. Daarvoor zijn speciale string omvormers gemaakt. Het voordeel van het gebruik van zo'n string omvormer is dat deze ene omvormer goedkoper is dan dat je voor ieder zonnepaneel een eigen micro omvormer installeert.

minder bekabeling tussen de zonnepanelen en de omvormer(s)

Een zonnepaneel heeft twee draden, een plus en een min. Bij gebruik van bijvoorbeeld acht panelen heb je dus met zestien draden te maken die aangesloten moeten worden op de omvormer(s). Wanneer de zonnepanelen in een string verbonden zijn, worden deze onderling verbonden vergelijkbaar met kerstverlichting. Formeel heet dit het in serie schakelen van zonnepanelen.

Wanneer de panelen in een string zijn verbonden vormen ze samen één groot denkbeeldig zonnepaneel en heb je nog maar te maken met twee draden. De min draad van het eerste paneel en de plus draad van het laatste paneel. Vanaf de zonnepanelen lopen er dus maar twee draden naar de omvormer (die meestal binnenshuis hangt).

snellere installatie

Wanneer je zonnepanelen in een string plaatst hoef je de zonnepanelen alleen maar op het dak te leggen en onderling door te verbinden. Vanaf het eerste en het laatste paneel loopt een draad naar binnen die aangesloten wordt op de string omvormer. Als gekozen wordt voor een installatie met micro omvormers zal per paneel ook de micro omvormer gemonteerd en aangesloten moeten worden op het 230 Volt elektriciteitsnet. De installatie van de, zeer zware, string omvormer kan dan weer achterwege gelaten worden. De verschillen zijn niet enorm maar naarmate de installatie groter wordt, zal het voordeel steeds groter worden.

minder kabel verliezen, beter rendement (iets hogere opbrengst)

Doordat de zonnepanelen in serie worden geschakeld, neemt de spanning van de zonnepanelen als geheel toe en daardoor de stroom af. Hierdoor ontstaan er minder kabelverliezen. Dit houdt in dat de opbrengst van de zonnepaneelinstallatie (een beetje) hoger wordt.

De nadelen van in een string plaatsen van zonnepanelen

lagere tot veel lagere opbrengst in geval van (een beetje) schaduw

zonnepanelen die gedeeltelijk beschaduwd zijn door bomen
schaduw op meerdere zonnepanelen en een string omvormer is niet zo'n goede combinatie

Wanneer de zonnepanelen (een beetje) last hebben van schaduw en de panelen in een string hebt geplaatst is de daaraan gekoppelde string omvormer minder goed in staat het meeste rendement uit de zonnepanelen te halen. Het gevolg is dat de opbrengst van de zonnepanelen in zo'n string lager zal zijn als met dezelfde panelen gebruik gemaakt wordt van micro omvormers. Hoe groot de opbrengstverliezen zijn is sterk afhankelijk hoe de schaduw valt maar hou rekening er mee dat deze enorm groot kunnen zijn.

aantal zonnepanelen niet meer uitbreidbaar

Doordat de string omvormer precies afgestemd is op het aantal en type zonnepanelen is het later niet meer mogelijk meer zonnepanelen om de installatie op te nemen. Wil je dit toch doen dat zijn de zonnepanelen en de omvormer niet goed op elkaar afgestemd en dat lijdt meestal tot een te hoge spanning en zal de omvormer niet meer starten en wellicht zelfs defect raken. Feitelijk moet je na de uitbreiding in panelen een nieuwe bijbehorende string omvormer aanschaffen. Overigens speelt er nog een andere beperkende factor bij zo'n uitbreiding. De nieuwe panelen moeten technisch gelijk zijn aan de reeds bestaande zonnepanelen. Zo niet, dan leidt dit tot vermogensverlies. Als je een paar extra panelen wilt installeren adviseren we je om micro omvormers te gebruiken. Zijn het er zes of meer dan kan je een tweede string omvormer overwegen.

uitval van de omvormer leidt tot uitval van totale opbrengst

Doordat je maar één omvormer gebruikt heb je een single point of failure. Als de omvormer defect raakt, en dat hij ooit defect raakt is zeker, de vraag is alleen wanneer, ligt de totale elektriciteitsproductie van je zonnepaneelinstallatie stil. Hoeveel dagen of weken duurt het voordat een nieuwe string inverter is geleverd en geïnstalleerd? Bij gebruik van micro omvormers is de uitval beperkt tot één paneel dus ook een veel lager opbrengstverlies.

zonnepanelen met verschillende oriëntaties en/of hellingshoeken vereisen speciale aandacht

Als de zonnepanelen niet allemaal op dezelfde manier geörienteerd zijn, bijvoorbeeld een aantal panelen op het oosten en een aantal op het zuiden gericht zijn, dan kan je de zonnepanelen niet zonder meer in een string aansluiten en een string omvormer gebruiken. Ook wanneer de hellingshoeken van de zonnepanelen onderling verschillen doordat het dak twee hellingshoeken kent of dat een deel van de zonnepanelen op het schuine dak ligt een een deel op het platte dak vereist dit speciale aandacht bij de keuze en het aansluiten van de panelen op de string omvormer.

iets verhoogde kans op vlambogen

Zonnepanelen installeren blijft mensenwerk. Wanneer de onderlinge verbindingen in een string zonnepanelen niet goed zijn aangebracht, maar ook de verbindingen in het zonnepaneel zelf (dus tijdens de fabricage), is de kans een beetje groter dat bij een slechte verbinding er mogelijk een vlamboog ontstaat. Deze kans is groter omdat bij zonnepanelen in een string de spanning flink hoger is. Hoe hoger de spanning is, hoe groter een losgeraakte verbinding toch met een vonk overbrugbaar is. Standaard wordt gerekend met 1000 Volt per millimeter. Hoe lager de spanning is hoe minder grote onderbreking overbrugt kan worden met een vonk / vlamboog. Dit is één van de redenen waarom in de Verenigde Staten het gebruik van micro omvormers zo populair is ten opzichte van string omvormers. De verzekering in de VS hanteert een hogere verzekeringspremie als je de zonnepanelen in een string op je dak aansluit.

potential induced degradation

Met het toenemen van de totale spanning in een zonnepanelen string, neemt ook de kans toe op PID, potential induced degradation. Dit is een degeneratieproces van de zonnepanelen die veroorzaakt wordt door de hoge totale spanning van de in serie geschakelde zonnepanelen. Hierdoor neemt de opbrengst van de zonnepanelen door de tijd, drastisch blijvend af (hoewel met speciale apparatuur deze degeneratie weer ongedaan kan worden). Dit fenomeen lijkt zich bij zeer hoge spanning pas voor te doen, richting de duizend Volt. Wanneer de totale stringspanning onder de 600 Volt blijft lijkt dit PID fenomeen zich niet voor te doen.

Hoeveel panelen kan je maximaal in één string opnemen?

Het aantal zonnepanelen wat in één string opgenomen kan worden is afhankelijk van twee factoren. De spanning van het zonnepaneel wat je gebruikt en de maximale ingangsspanning van de omvormer. Hanteer de volgende vuistregel: een zonnepaneel met 60 zonnecellen levert 38 Volt, een paneel met 72 zonnecellen 45 Volt en een zonnepaneel met 96 zonnecellen 61 Volt. Voor dunne film zonnepanelen moet je de specificaties controleren die hebben vrij hoge spanningen per paneel.

Stel je hebt een string omvormer op het oog die een maximale ingangsspanning heeft van 600 Volt. Stel dat je zonnepanelen gebruikt met 72 zonnecellen, dus 45 Volt levert dan kan je nu het aantal panelen in één string uitrekenen (bij benadering, want we laten nog een paar zaken nu weg). Het aantal panelen in de string is dan 600 Volt / 45 Volt = 13,33 panelen dus in de praktijk 13 panelen. Wil je twintig panelen gebruiken dan gaat meestal de voorkeur uit naar een evenredige verdeling van de panelen in de strings. Iedere string heeft dan 10 panelen en levert één string een spanning van 10 panelen x 45 Volt = 450 Volt. Je moet dan op zoek gaan naar een omvormer met twee ingangen die een maximale ingangsspanning heeft van zo'n 500 Volt.

Zorg er voor dat zonnepanelen in één string altijd dezelfde oriëntatie en hellingshoek hebben. Heb je zonnepanelen in verschillende oriëntaties liggen, een deel bijvoorbeeld op het zuiden en een deel op het oosten dan moet je daar twee losse strings van maken. Iedere ligging of hellingshoek zijn eigen string. Doe je dat niet dan zal dat sterk ten koste gaan van je energieopbrengst.


Foutje of aanvulling? Gebruik het reactieformulier.
wij gebruiken cookies
dat accepteer ik
meer informatie