Parallelle en seriële schakelingen van zonnepanelen zijn begrippen die in de zonnepanelen branche haast niet weg te denken zijn. Maar wat betekenen deze termen nu eigenlijk precies? En waarom zou je de voorkeur geven aan een systeem met serie geschakelde panelen of juist aan een systeem met parallel geschakelde panelen? In dit artikel zullen we beide systemen tegenover elkaar zetten en je uitleg geven over beide systemen.
Stel je voor dat je meerdere zonnepanelen hebt die je met elkaar wilt verbinden. Als je ze parallel schakelt, betekent dit dat je de positieve aansluitingen van alle panelen met elkaar verbindt en ook de negatieve aansluitingen met elkaar verbindt. Hierdoor stroomt de elektriciteit als een parallelle weg door elk paneel afzonderlijk. Het is alsof elk paneel zijn eigen pad heeft. Bij een parallelschakeling blijft de spanning hetzelfde als die van één paneel, maar de stroom neemt toe. Zie de afbeelding hieronder voor een visuele weergave van een parallel geschakeld systeem.
Bij een serieschakeling verbind je daarentegen de positieve aansluiting van het ene paneel met de negatieve aansluiting van het volgende paneel, en zo verder totdat alle panelen met elkaar verbonden zijn. Hierdoor stroomt de elektriciteit als een serie door alle panelen heen. Het is alsof de stroom een reis maakt door alle panelen. Hetzelfde geldt bij bijvoorbeeld oude kerstboomverlichting, die hetzelfde systeem hebben. Bij een serieschakeling neemt de totale spanning toe, maar de stroom blijft hetzelfde als die van het hele systeem. Zie de afbeelding hieronder voor een visuele weergave van een serie geschakeld systeem.
Kort gezegd: bij een parallelschakeling hebben de panelen elk hun eigen stroompad en blijft de spanning hetzelfde, terwijl bij een serieschakeling de stroom door alle panelen heen gaat en de totale spanning toeneemt. Nu je dit weet kunnen we verder ingaan op wat de voordelen en nadelen van beide systemen zijn.
Als je voor de keuze staat voor een serie geschakeld systeem of een parallel geschakeld systeem, dan kunnen we begrijpen dat je misschien niet weet voor welk systeem je nou zou moeten kiezen. Wat zijn de voor-en nadelen van beide systemen? En welk systeem past het beste bij jouw situatie? Hieronder hebben we per systeem de voor – en nadelen beschreven.
Zoals hierboven in de tabel weergegeven, kun je zien dat er een aantal voordelen afgewogen worden tegen de nadelen. Doordat alle panelen aan elkaar verbonden zijn, heb je een totale systeemspanning. Dit kan gunstig zijn in situaties waarin een hogere spanning vereist is, zoals bij lange afstanden tussen de panelen en de omvormer. Daardoor hoeft er ook maar een enkele omvormer gebruikt te worden, wat ook weer kosten bespaart op de totale installatie.
Een nadeel hier tegenover is dat wanneer er schaduw valt op één paneel door bijvoorbeeld een boom of een wolk, dat dit meteen invloed heeft op de andere panelen. Je kunt dit vergelijken met een tuinslang. Als iemand ergens met zijn voet op de slang gaat staan, dan heb je als uitkomst dat er minder water uitkomt. Dit is ook het geval bij serie geschakelde panelen. Je hebt dan in totaal minder opbrengsten. Verder is het bij een serie geschakeld systeem bijna niet mogelijk om uit te breiden naar meer panelen. Als je later dus elektrisch zou gaan rijden of er komt gezinsuitbreiding, dan moet je vaak de omvormer laten vervangen. Wat extra kosten met zich meebrengt om nog meer panelen te plaatsen. Bovendien geeft een serieel systeem problemen als je zonnepanelen op meerdere dakvlakken wil plaatsen, vanwege het prestatieverschil als gevolg van de verschillende oriëntaties en hellingshoeken. Als laatste kan in een serieschakeling de totale spanning zo hoog zijn dat het risico’s met zich meebrengt. Het is hierbij belangrijk om de juiste veiligheidsmaatregelen te nemen.
Bij een parallel geschakeld systeem werken de panelen onafhankelijk van elkaar. Daardoor zullen ze elkaars opbrengsten niet belemmeren bij eventuele schaduw van een boom of een wolk. Maar juist versterken. Op deze manier haal je namelijk veel meer opbrengsten uit het gehele systeem. Verder kun je bij dit systeem makkelijk uitbreiden met meer panelen als dit later nodig is bij gezinsuitbreiding of elektrisch rijden. Als laatste voordeel maakt het niet uit hoe de panelen gelegd gaan worden. Dit betekent dat je bijvoorbeeld de richting, hellingshoek of schaduw specifiek kunt aanpassen aan de omstandigheden van elk paneel. Ze hoeven niet zoals bij een serie geschakeld systeem allemaal dezelfde hellingshoek te hebben, of op hetzelfde dakvlak te liggen.
Doordat dit systeem geavanceerder is, meer materiaal bevat en arbeidsintensiever is, gaan er meer kosten mee gemoeid. Verder moeten bij een parallel geschakeld systeem de stromen van elk paneel worden beheerd om een gelijkmatige verdeling van de belasting te waarborgen. Als de stromen niet correct worden verdeeld, kan dit leiden tot ongelijke prestaties en verlies aan efficiëntie. Dit kan echter worden voorkomen door ervaren installateurs die bekend zijn met de juiste procedures.
Een parallel geschakeld systeem kunnen we onderscheiden tussen twee verschillende soorten: optimizers en micro-omvormers. Ondanks dat beiden hetzelfde parallel geschakelde systeem hanteren, zijn ze toch verschillend. Hieronder zullen we beide varianten verder toelichten.
Optimizers zijn apparaten die worden gebruikt in combinatie met een centrale omvormer. Ze worden individueel achter elk zonnepaneel geplaatst en monitoren en regelen de spanning en stroom van dat specifieke paneel. Het hoofddoel van optimizers is het maximaliseren van de energieopbrengst van elk afzonderlijk paneel, zelfs als er schaduw, vuil of andere belemmeringen zijn die de prestaties kunnen verminderen. Optimizers optimaliseren elk paneel om te werken op zijn maximale vermogenspunt. De centrale omvormer zet de totale gelijkstroom (DC) van alle panelen om in wisselstroom (AC) voor gebruik in het elektriciteitsnet. Het systeem blijft over het algemeen een serieschakeling, waarbij de optimizers het individuele paneel optimalisatie bieden.
Micro-omvormers zijn afzonderlijke omvormers die direct achter elk zonnepaneel worden geplaatst. In tegenstelling tot een centrale omvormer die de gelijkstroom (DC) van meerdere panelen omzet in wisselstroom (AC), voert elke micro-omvormer de conversie lokaal uit voor elk individueel paneel. Dit betekent dat elk paneel zijn eigen omvormer heeft. Hierdoor kunnen de panelen onafhankelijk van elkaar werken en hun energie rechtstreeks in het elektriciteitsnet injecteren. Micro-omvormers bieden individuele paneel optimalisatie en verminderen de invloed van schaduw of andere belemmeringen op de prestaties van andere panelen.
Een belangrijk aspect dat we moeten toevoegen, is het verschil in prestatie tijdens momenten van netcongestie (overbelasting van het stroomnet). Bij installaties met een centrale omvormer of optimizers worden alle panelen in zijn geheel uitgeschakeld om de netbelasting te verminderen. Dit betekent dat zelfs de panelen die hun energie rechtstreeks voor eigen gebruik produceren, tijdelijk worden uitgeschakeld, wat kan leiden tot verlies van potentieel bruikbare zonne-energie. Bij micro-omvormers is dit niet het geval. Alleen de micro-omvormers die te veel stroom terugleveren worden uitgeschakeld. De micro-omvormers die hun stroom leveren aan het directe verbruik in huis blijven gewoon ingeschakeld en blijven voor jou stroom opwekken.
Het verschil tussen beide systemen hebben we als volgt ook nog in een tabel schematisch weergegeven:
Hierboven hebben we al wat uitleg gegeven over de twee verschillende varianten, maar nu gaan we nog meer verschillen toelichten van de twee varianten. Zoals je kan lezen in de tabel werken optimizers nog met een centrale omvormer, waar je in je huis nog weer ruimte voor moet vrijmaken op zolder of op een andere plek in huis. Verder wordt een centrale omvormer gespecificeerd naar het aantal zonnepanelen dat je op jouw dak hebt liggen en is het daardoor lastiger om extra panelen aan de installatie toe te voegen. De centrale omvormer zou dan al snel vervangen moeten worden, wat extra kosten met zich meebrengt.
Bij micro-omvormers is dit een ander verhaal omdat deze niet beschikken over een centrale omvormer maar op zichzelf al mini energiecentrales zijn. Daardoor kun je gemakkelijk meer panelen toevoegen aan de totale installatie als je bijvoorbeeld meer energie gaat verbruiken doordat je elektrisch gaat autorijden. Of wanneer er gezinsuitbreiding komt. Verder is er meer bekabeling nodig bij de micro-omvormers omdat ze op zichzelf al een installatie zijn en is de levensduur van de micro-omvormers langer dan die van de optimizers. Micro-omvormers hebben dezelfde garantietermijn als de meeste zonnepanelen, 25 jaar.
Nu je weet wat de overeenkomsten en verschillen zijn tussen de verschillende systemen, gaan we naar de volgende stap: welk systeem is het beste voor jouw persoonlijke situatie?
Het is belangrijk op te merken dat de keuze tussen een serieel geschakeld systeem, optimizers of micro-omvormers afhangt van verschillende factoren, zoals het systeemontwerp, jouw dak situatie, de installatie omstandigheden en jouw specifieke behoeften. Een professionele zonnepanelen-installateur kan helpen bij het bepalen van de meest geschikte optie.
Benieuwd welk systeem het beste aansluit op jouw situatie? Vul onze dakscan in en ontvang een persoonlijk advies. Onze experts helpen je graag bij het kiezen van het beste systeem voor jou.
Heb je een vraag niet kunnen vinden? Neem vrijblijvend contact op met een van onze adviseurs! Zij staan je graag persoonlijk te woord.
Ma t/m vrij 08:30 – 17:00
Ma t/m vrij 08:30 – 17:00
