Waarom valt een omvormer uit?
Je zonnepaneleninstallatie produceert normaal gesproken energie, maar ineens valt een omvormer uit. Op het display verschijnt een foutcode of in het monitoringssysteem zie je dat het gegenereerde AC-vermogen plotseling naar nul zakt. Wat is er aan de hand?
Een omvormer kan om verschillende redenen uitschakelen. Soms is er sprake van een defect component, maar vaak grijpt de omvormer juist in om de installatie te beschermen. Denk bijvoorbeeld aan een te hoge netspanning, oververhitting of een isolatiefout aan de DC-zijde.
Bij een zakelijke PV-installatie wil je een dergelijke storing zo snel mogelijk kunnen herleiden. Met actieve zonnepanelen-monitoring volg je de status, foutmeldingen en productie van de omvormers continu.
Wat gebeurt er technisch als een omvormer uitschakelt?
Zolang er voldoende zonlicht op de zonnepanelen valt, genereren de PV-modules DC-spanning (gelijkspanning). De omvormer zet deze gelijkspanning en de bijbehorende DC-stroom om naar AC-spanning en AC-stroom (wisselstroom) voor gebruik binnen het bedrijf of om in te voeden op het elektriciteitsnet.
Wanneer de omvormer uitschakelt, bijvoorbeeld doordat een beveiligingsrelais opent, wordt het stroomcircuit onderbroken.
- Er loopt geen DC-stroom meer vanuit de panelen naar de omvormer.
- De DC-spanning kan op de panelen en DC-aansluitingen nog steeds aanwezig zijn.
- Het AC-vermogen van de betreffende omvormer valt weg.
Dit onderscheid tussen DC-spanning en DC-stroom is belangrijk. Ook wanneer een omvormer is uitgeschakeld, kunnen er bij voldoende zonlicht nog steeds gevaarlijke DC-spanningen aanwezig zijn.
Bij een installatie met meerdere omvormers of meerdere MPPT's blijft het overige deel van de installatie vaak gewoon produceren.
Hoe herken je een uitgevallen omvormer?
Een storing of uitschakeling kan zichtbaar worden aan verschillende signalen:
- Een abrupte daling van het totale AC-vermogen.
- Eén omvormer die geen vermogen levert terwijl er voldoende irradiantie is.
- Een actieve foutcode of statusmelding.
- Een afwijkende productiecurve ten opzichte van vergelijkbare omvormers.
- Het uitblijven van nieuwe meetgegevens door een communicatiestoring.
De meest voorkomende oorzaken van uitval
Een omvormer bewaakt voortdurend de elektrische omstandigheden aan zowel de AC- als de DC-zijde. Wanneer een waarde buiten de toegestane grenzen komt, kan de omvormer automatisch ingrijpen.
Dat is in veel gevallen juist een normale beveiligingsfunctie en betekent niet direct dat de omvormer defect is.
1. Te hoge netspanning
Een veel voorkomende oorzaak van uitschakeling is een te hoge netspanning.
Wanneer veel zonnepaneleninstallaties tegelijkertijd energie invoeden op het elektriciteitsnet, kan de netspanning lokaal oplopen. Wanneer de spanning buiten de toegestane grenzen komt, kan de omvormer de verbinding met het net verbreken.
De exacte grenswaarden en uitschakelkarakteristiek zijn afhankelijk van de geldende netcode, de configuratie en het type omvormer. In Nederland spelen onder andere de eisen uit NEN-EN 50549 een rol.
Valt de omvormer vooral uit op zonnige momenten?
Wanneer een omvormer juist rond het moment van maximale zonneproductie regelmatig uitschakelt, is het verstandig om de netspanning en de AC-installatie verder te onderzoeken.
Ook de impedantie en lengte van de AC-bekabeling tussen de omvormer en het aansluitpunt kunnen hierbij een rol spelen.
2. Te hoge temperatuur
Tijdens het omzetten van DC naar AC ontstaat warmte in de vermogenselektronica van de omvormer.
Wanneer de interne temperatuur te hoog oploopt, zal de omvormer meestal eerst zijn vermogen beperken. Dit wordt thermal derating genoemd.
- Thermal derating: het uitgangsvermogen wordt automatisch begrensd om de temperatuur onder controle te houden.
- Uitschakeling: wanneer de temperatuur verder oploopt of een beveiligingsgrens wordt bereikt, kan de omvormer zichzelf uitschakelen.
Mogelijke oorzaken zijn onvoldoende ventilatie, een vervuilde koelplaat, een defecte ventilator of een hoge omgevingstemperatuur.
3. Probleem aan de DC-zijde
Ook aan de kant van de zonnepanelen kunnen problemen ontstaan.
Een omvormer controleert onder andere de isolatieweerstand en de elektrische waarden van de aangesloten PV-strings.
Isolatiefout
Bij een isolatiefout of RISO fault detecteert de omvormer mogelijk een ongewenste verbinding tussen de DC-zijde en aarde.
Een beschadigde DC-kabel, vocht in een connector of een defect onderdeel kan bijvoorbeeld de isolatieweerstand verlagen.
De omvormer kan hierdoor besluiten niet op te starten of de betreffende ingang uit te schakelen.
String- en MPPT-afwijkingen
Omvormers beschikken vaak over meerdere MPPT-trackers (Maximum Power Point Trackers). Iedere MPPT probeert het optimale werkpunt van de aangesloten PV-strings te bepalen.
Een afwijkende stringspanning of stringstroom kan wijzen op bijvoorbeeld:
- Een defecte connector
- Een probleem met de bekabeling
- Een defect paneel
- Schaduw of vervuiling
- Een afwijking binnen een PV-string
Niet iedere stringafwijking leidt direct tot volledige uitschakeling van de omvormer. Soms wordt alleen het betreffende MPPT-kanaal beperkt.
4. Technisch of elektronisch defect
Natuurlijk kan ook de omvormer zelf defect raken.
Elektronische componenten zoals relais, condensatoren en vermogenscomponenten worden gedurende hun levensduur zwaar belast. Bij oudere omvormers kan slijtage uiteindelijk leiden tot terugkerende storingen.
Voorbeelden zijn interne hardwarefouten, terugkerende foutcodes of een omvormer die zonder duidelijke externe oorzaak regelmatig uitschakelt.
Een foutcode is een indicatie, geen volledige diagnose
Een foutcode vertelt je welke afwijking de omvormer heeft gedetecteerd. Daarmee weet je echter niet altijd wat de achterliggende oorzaak is.
Een melding zoals Grid Voltage Error kan bijvoorbeeld worden veroorzaakt door de netspanning, maar ook door spanningsval of spanningsopbouw binnen de eigen AC-installatie.
Daarom is het belangrijk om de foutmelding altijd samen met de meetgegevens te bekijken.
Analyseer het volledige beeld
Bij een storing zijn onder andere deze gegevens relevant:
- Irradiantie: was er voldoende zoninstraling?
- Verwachte productie: hoeveel vermogen mocht je onder deze omstandigheden verwachten?
- Werkelijke productie: hoeveel vermogen werd daadwerkelijk geleverd?
- Andere omvormers: presteerden vergelijkbare omvormers wel normaal?
- Tijdstip: treedt de storing steeds rond hetzelfde moment op?
- Storingshistorie: komt dezelfde foutmelding vaker terug?
Door deze gegevens te combineren ontstaat een veel betrouwbaarder beeld van de oorzaak.
Zonnepanelen-monitoring maakt het verschil
Met zonnepanelen-monitoring hoef je niet voortdurend fysiek bij de omvormers te kijken.
De productie en status van de installatie kunnen continu worden gevolgd. Hierdoor wordt bijvoorbeeld zichtbaar wanneer één omvormer plotseling geen vermogen meer levert of structureel achterblijft.
Van storing naar analyse
Goede monitoring kijkt verder dan alleen een foutcode.
Door productie, irradiantie, verwachte productie en historische prestaties met elkaar te vergelijken, kan een afwijking sneller worden herkend.
Ook een communicatiestoring kan worden onderscheiden van een daadwerkelijke productiestoring. Een omvormer kan immers nog produceren terwijl de meetgegevens tijdelijk niet worden doorgestuurd.
Waarom snelle detectie belangrijk is
Bij een zakelijke PV-installatie kan langdurige uitval direct leiden tot productieverlies.
Hoe sneller je weet dat een omvormer is uitgevallen, hoe sneller je kunt bepalen of verdere technische opvolging nodig is.
Conclusie
Een omvormer die uitschakelt, doet in veel gevallen precies waarvoor hij ontworpen is: de installatie en het elektriciteitsnet beschermen.
De oorzaak kan liggen aan de AC-zijde, zoals een te hoge netspanning, maar ook aan de DC-zijde door bijvoorbeeld een isolatiefout of een afwijkende PV-string. Daarnaast kunnen oververhitting en interne elektronische defecten een rol spelen.
Een foutcode alleen vertelt echter niet altijd het volledige verhaal. Door foutmeldingen te combineren met irradiantie, productiegegevens, stringinformatie en historische prestaties, ontstaat een veel duidelijker beeld van wat er werkelijk gebeurt.
Houd grip op je PV-installatie
SunMonitor helpt zakelijke eigenaren en asset managers om de prestaties van hun zonnepaneleninstallatie continu te bewaken en afwijkingen vroegtijdig zichtbaar te maken.
