Zonnepanelen in serie of parallel schakelen?

Er zijn twee mogelijkheden om zonnepanelen te laten installeren. In serie of parallel. Er zijn een aantal factoren die bepalen welke aansluiting in jouw geval het beste is. In dit artikel leggen we dat uit.

Serie schakeling

De meeste zonnestroomsystemen worden serie geschakeld, waarbij alle panelen achter elkaar worden aangesloten (plus op min aangesloten). Dit heet een string. Het is het zelfde soort schakeling als bij bv 3 batterijen in een zaklamp: 3 x 1.5 Volt batterij levert 4,5 Volt aan spanning. Een zonnepaneel levert ongeveer 30 Volt, 10 zonnepanelen in serie dus 300 Volt.

Deze hoge spanning heeft als belangrijk voordeel dat er minder verlies optreedt als gevolg van de weerstand van het gehele systeem. Alle zonnecellen, kabels, connectoren hebben een weerstand en die levert een (opbrengst) verlies doordat er warmte vrijkomt. Dit verlies is lager als de spanning hoger is.

zonnepanelen in serie

Uiteindelijk willen we dat de gelijkstroom die in de zonnepanelen wordt opgewekt via de omvormer wordt omgezet naar 230 Volt wisselspanning zoals we die ook gebruiken in huis. Deze omzetting is gemakkelijker als de spanning in het systeem hoog is.

Maar….. zoals je in bovenstaande afbeelding ziet is een nadeel van de serieschakeling dat je zonnepanelen allemaal minder gaan opbrengen als een of meer panelen minder opbrengen door bv een defect, vuil of schaduw op een of meer van de panelen.

Voordelen serieschakeling met stringomvormer

• goedkoper
• hoog rendement
• minder storingsgevoelig en daarmee betrouwbaarder en kosten-efficiënter
• makkelijk te onderhouden (upgrades)
• vervangen is gemakkelijk

Nadelen stringomvormer

• vuil, schaduw, defect van één paneel reduceert opbrengst van de totale string
• geen inzicht in opbrengst en staat per paneel

Parallel schakeling

Bij een parallelschakeling worden de zonnepanelen niet achter elkaar (zoals bij serie) maar naast elkaar aangesloten. De plussen op de plussen en de minnen op de minnen. Dit geeft hoge stroomsterktes en lage spanning en wordt daarom vrijwel nooit gedaan tenzij er gebruik wordt gemaakt van optimizers of micro-omvormers.

Soms willen klanten (hoewel >80 % van de zonnestroominstallaties in serie zijn geschakeld) perse dat de panelen parallel geschakeld worden. Doorvragen naar de reden waarom ze dat willen is dan in 9 van de 10 gevallen dat men bedoelt dat je per paneel de opbrengst kan zien en dat men niet te maken wil krijgen met verminderde opbrengst doordat een of meer van de panelen (tijdelijk) in de schaduw liggen en daardoor de opbrengst van het gehele systeem naar beneden brengt.

Hiervoor zijn twee oplossingen:

1. Met micro-omvormers wordt per paneel de gelijkstroom omgevormd naar wisselstroom
2. Met optimizers….. De stringomvormer blijft behouden maar de panelen die gedurende de dag tijdelijk in de schaduw liggen krijgen een optimizer. De optimizer “optimaliseert” steeds de opbrengst van het paneel maar kan het paneel ook tijdelijk uitschakelen als het signaleert dat de opbrengst in dat paneel minder wordt ( door bv schaduw) waardoor het niet de opbrengst van het gehele (seriegeschakelde) systeem naar beneden brengt.

Zowel micro-omvormers als optimizers hebben als voordeel dat een minder presterend paneel geen invloed heeft op de andere zonnepanelen en daarmee op de opbrengst. 

De oplossing met optimizers en micro-omvormers is echter wel duurder dan het gebruiken van een stringomvormer en is nooit zo efficiënt als een seriegeschakeld systeem in een situatie zonder schaduw.

Wil men een optimaal systeem dat zowel qua kosten als qua opbrengsten hoog scoort dan is een serie geschakeld systeem met een degelijke stringomvormer nog altijd de beste oplossing. Maar… dan dient het legplan wel zodanig te zijn ontworpen dat er geen schaduw op één of meer panelen valt. Is dat wel het geval dan is in voorkeursvolgorde  het volgende mogelijk:

Eerst zouden wij altijd kijken of door het ontwerp van het legplan aan te passen het mogelijk is geen panelen in de schaduw te leggen of in ieder geval de panelen waar schaduw op valt in ééń string onder te brengen zodat zij geen invloed hebben op de andere panelen. Dit is vaak een effectieve en zeker voordeliger oplossing dan optimizers te plaatsen.

Wil je echt per paneel kunnen monitoren wat je paneel opbrengt dan zou je alle panelen kunnen voorzien van optimizers maar weet dan wel dat de prijs van je systeem behoorlijk hoger wordt.

Optimizers zijn goede apparaatjes, soms handig en meestal gewoon leuk, maar in de meeste gevallen niet nodig.

Conclusie

Zoek je een degelijke oplossing met weinig risico en een hoge opbrengst tegen relatief lage kosten dan heeft een stringomvorner de voorkeur mits je een schaduwvrij dak hebt en je panelen op een dakvlak hebt liggen.

Omdat je meestal niet de hele dag je panelen in de gaten houdt kun je je afvragen of power-optimizers en micro-omvormers echte toegevoegde waarde leveren.

Maar…. als je last hebt van schaduw, verschillende dakoppervlakken of als je echt per paneel wilt kunnen zien wat de opbrengst is dan zijn optimizers of micro-omvormers een oplossing. Laat je niet misleiden door de lange garanties die sommige leveranciers geven, het is allemaal electronica die gevoelig is voor temperaturen en vocht en zowel optimizers als micro-omvormers liggen op je dak. Optimizers zijn dan weer bedrijfszekerder dan micro-omvormers omdat ze minder electronica bevatten.