Hvor stor inverter trenger du til solceller på flatt tak?

Når du designer et solcelleanlegg for flate tak, kan valg av riktig størrelse på inverteren ha stor betydning for både systemets effektivitet og totalkostnad. Dette blogginnlegget tar for seg viktige faktorer som må tas i betraktning ved valg av vekselretter for solcellesystemer på flate tak. Det belyser også forskjellene i størrelse på vekselrettere mellom konvensjonelle skråstilte solcelleanlegg og vertikale solcelleanlegg (VPV).

Tilkobling av vekselretter på et solcelleanlegg på taket - etter valg av riktig størrelse på vekselretteren

Bør jeg overdimensjonere vekselretteren?

Mange solcelleinstallatører og -planleggere mener at den tryggeste tilnærmingen til dimensjonering av vekselrettere er å velge en vekselretter som har en effektkapasitet som ligger litt over solcelleanleggets totale effektkapasitet. Det virker som et trygt valg, ikke sant? En profesjonell solcelleplanlegger vet imidlertid hvordan man kan «underdimensjonere» vekselretteren og finne det optimale kompromisset.

Hvorfor underdimensjonere vekselretteren?

1. Korrelasjon mellom pris og størrelse

   Prisen på en vekselretter korrelerer vanligvis direkte med størrelsen. Større vekselrettere med høyere effekt har en høyere pris. Strategisk minimering av omformerstørrelsen - uten å redusere utbyttet vesentlig - kan derfor føre til betydelige kostnadsbesparelser.

   
   

2. Temperaturpåvirkning

   Hvis du har et solcelleanlegg som er beregnet for 10 kWp, vil det sannsynligvis produsere 10 kW strøm når som helst i løpet av levetiden? Sannsynligvis ikke. Selv for optimalt orienterte solcellepaneler vil temperatureffekten redusere effekten når solstrålene treffer panelets overflate direkte og ortogonalt. Solcellepanelets driftstemperatur vil sannsynligvis være mye høyere enn de 25 °C som brukes i klassifiseringen av panelene, så effekten vil reduseres til rundt 80-90 % når solen treffer paneloverflaten direkte. Et solcellepanel på 10 kWp vil derfor sannsynligvis ikke levere mer enn 8 eller 9 kWp hvis solen skinner direkte (vinkelrett) på panelene.

   
   

3. Toppeffekt og panelorientering

   For konvensjonelle installasjoner på flate tak (ofte med 10° helling) og VPV-systemer er panelene i praksis aldri rett vinkelrett på solen i de timene det er mest sollys. Det betyr at den teoretiske maksimaleffekten aldri blir nådd.

   
   

4. Kurver for vekselretterens virkningsgrad

   En vanlig solcellevekselretter er mest effektiv når den opererer rundt 40-60 % av den nominelle effekten, og vekselretterens virkningsgrad synker svært raskt når effekten fra solcellepanelene er mindre enn 10 % av den nominelle vekselstrømseffekten. For å maksimere effekten fra solcelleanlegget bør du derfor unngå at vekselretteren går på den laveste effekten. Jo større vekselretter du velger, desto mer vil den operere i det lave effektområdet, så dette er en fjerde grunn til å underdimensjonere vekselretteren.

A typical efficiency curve peaks at around 40% of the rated power (Figure adapted from major inverter manufacturer by Over Easy Solar)

Hva skjer når solcellepanelene produserer mer enn vekselretterens kapasitet?

Topproduksjonen inntreffer bare noen få timer i løpet av året. Og siden vi nå vet at vekselretterens virkningsgrad er lav ved lave effektforhold, kan vi konkludere med at det er optimalt å velge en vekselretter som er mindre enn den teoretiske maksimale panelytelsen. Det lønner seg å underdimensjonere vekselretteren slik at topproduksjonen på de beste dagene i året kuttes ut, fordi den totale virkningsgraden til vekselretteren blir bedre.

Så hva skjer hvis vekselretteren er mindre enn solcelleanleggets maksimale potensial? Ikke bekymre deg - den kommer ikke til å eksplodere. Det betyr bare at vekselretteren vil «klippe» toppene i solcelleproduksjonen. Med andre ord vil all overskuddsenergi som overstiger kapasiteten, bli trimmet bort. Se eksempelet nedenfor.

Med en optimalt dimensjonert vekselretter «kutter du av toppene» på årets beste dager. Den tapte energien for dette simulerte 5 kWp-systemet kompenseres av høyere virkningsgrad på vekselretteren når innstrålingen er lav om vinteren og på overskyede dager.

Hvis du har brukt verktøy som PVSyst eller PV*Sol, har du sikkert sett hvordan du kan eksperimentere med ulike vekselretterstørrelser for å se hvordan de påvirker systemets ytelse. Å velge en vekselretter som bare tar 0,5-1,5 % av systemets totale årlige energiforbruk, er ofte en smart avveining - det holder kostnadene nede uten å påvirke den samlede ytelsen i vesentlig grad.

Et typisk mål som brukes for dimensjonering av vekselrettere, er «DC-til-AC-forholdet», som er systemets merkeeffekt delt på størrelsen på vekselretteren. Et DC-til-AC-forhold på 1,5 betyr at solcelleanleggets størrelse (kWp) er 50 % større enn vekselretterens størrelse i kW. Ved å vise DC-til-AC-forholdet i forhold til energitapet ved å velge en mindre vekselretter i et vekselretterklippediagram, kan man lettere se effekten av vekselretterstørrelsen for et gitt system. Noen solcelleinstallatører er kanskje mer vant til å snakke om AC-til-DC-forholdet i %; et DC-til-AC-forhold på 1,5 tilsvarer et AC-til-DC-forhold på 67 %.

Inverter clipping diagrams comparing two different orientations of VPV systems with a conventional system for two different locations.

Optimal dimensjonering av vekselrettere for konvensjonelle og VPV-systemer på flate tak

Vi håper denne artikkelen har hjulpet deg til å forstå hvordan vekselrettere alltid bør underdimensjoneres for solcelleanlegg på flate tak, enten det dreier seg om konvensjonelle 10 grader øst-vest-systemer, 15 grader sør eller vertikale solcelleanlegg.

Tabellen nedenfor viser noen anbefalinger fra våre ingeniører om dimensjonering av vekselrettere for ulike systemer og steder, basert på våre faktiske målinger og simuleringer i PV*Sol og PVSyst. Som du kan se, er det et ganske stort spenn, men innenfor dette spennet vil den faktiske effekten og det spesifikke utbyttet fra solcelleanlegget variere med mindre enn 1 %. Det kan lønne seg for kunden å velge en så liten vekselretter som mulig, for å spare på vekselretterkostnadene og få en bedre total økonomisk tilbakebetaling for systemet.

Location	System type	DC-to-AC ratio	AC-to-DC ratio
Oslo, Norway	10° tilt EW	1.2-1.6	62-83%
Oslo, Norway	VPV	1.2-1.6	62-83%
Berlin, Germany	10° tilt EW	1.1-1.5	67-91%
Berlin, Germany	VPV	1.2-1.6	62-83%
Madrid, Spain	10° tilt EW	0.9-1.3	77-111%
Madrid, Spain	VPV	1.0-1.4	72-100%

Partnere av Over Easy Solar vil alltid få en anbefaling om minimumsstørrelse for vekselrettere direkte fra vår programvare VPV Planner.

Lær mer om partnerprogrammet vårt.