Klikzink
Zonnecellen in een felsbaan leveren gelijkstroom. Voor een bedrijfshal die op het net is aangesloten, of die stroom levert aan machines en verlichting binnen het pand, moet die gelijkstroom omgezet worden naar wisselstroom. Dat gebeurt in de omvormer. Bij een felsdak met geïntegreerde cellen verandert er weinig aan de omvormer zelf: het is dezelfde techniek als bij paneelinstallaties. Wat wel verandert, is waar de kabels vandaan komen en hoeveel dakvlak er tussen de opwekking en dat kastje ligt.
Bij een bedrijfshal is dat geen bijzaak. Een groot dakvlak van pakweg vijftig bij honderd meter betekent dat de stroom van de verste velden een flink stuk moet reizen voordat hij bij de omvormer aankomt, en van daar weer een stuk naar de meterkast of de schakelinstallatie. Hoe langer die weg, hoe meer er nagedacht moet worden over kabeldiktes en spanningsverlies. Dat geldt voor elk grootschalig dak, of de cellen nu op beugels liggen of in de felsbaan zelf zitten. Het verschil met een gewoon opgelegd paneelveld is vooral hoe de bekabeling het dakvlak verlaat, iets waar wij op een andere pagina op ingaan als het gaat over hoe de stroom naar binnen komt bij een bedrijfshal.
De omvormer zelf hangt niet op het dak. Dat geldt voor deze felsbanen net zo goed als voor paneelsystemen: het apparaat heeft onderhoud nodig, moet bereikbaar zijn zonder dat iemand het dak op moet, en werkt het prettigst in een droge, geventileerde ruimte met een beperkte temperatuur. In de praktijk is dat een technische ruimte, een opstelplaats tegen een gevelwand binnen, of een plek nabij de meterkast. Bij een bedrijfshal met een loods en een kantoordeel zien we hem vaak in de overgang tussen die twee, dicht bij de hoofdverdeler.
De positie van de omvormer wordt dus niet bepaald door waar de cellen liggen, maar door waar de rest van de installatie al staat en waar onderhoud makkelijk is. Bij nieuwbouw is dat een keuze die je vroeg in het proces maakt, samen met de plek van de meterkast en de doorvoer door het dak of de gevel. Bij een dakvervanging op een bestaande hal ligt die meterkast al vast, en bepaalt die plek eigenlijk waar de kabels vanaf het dak het beste kunnen landen.
Een omvormer zet niet alles om zonder verlies: een deel van het vermogen komt vrij als warmte. Bij een klein installatie op een woonhuis is dat een detail, bij een bedrijfshal met een dakvlak dat serieuze vermogens kan opwekken, is dat een factor waarmee de installateur rekening houdt. Meerdere omvormers naast elkaar in een kleine, afgesloten ruimte zonder luchtcirculatie bouwen warmte op die de levensduur van de apparatuur niet ten goede komt.
In de praktijk betekent dit dat er gekeken wordt naar voldoende ventilatie in de ruimte waar de omvormers hangen, soms met een simpele roostervoorziening, soms met actieve koeling als de ruimte klein is en het vermogen groot. Dat is bij een felsdak niet anders dan bij een paneelveld: de warmte komt van de omvormer, niet van de cellen op het dak. Het dakvlak zelf hoeft dus niet aangepast te worden om de omvormer koel te houden, wel de ruimte waarin hij hangt.
Bij een woning is de afstand tussen het dak en de meterkast een paar meter, en dat is geen onderwerp. Bij een bedrijfshal met honderden meters felsbaan tussen het verste punt van het dak en de plek waar de stroom het gebouw binnenkomt, is die afstand wel een onderwerp. Langere kabeltrajecten betekent dikkere kabels om spanningsverlies te beperken, en het betekent nadenken over waar je de omvormer plaatst: dicht bij het dak zodat de gelijkstroomkabels kort blijven, of dicht bij de meterkast zodat de wisselstroomkabels kort blijven.
Meestal wint de eerste redenering. Gelijkstroom is gevoeliger voor verlies over afstand dan wisselstroom, dus ligt het voor de hand de omvormer relatief dicht bij het dakvlak te plaatsen en pas daarna de wisselstroom een langer stuk naar de meterkast te laten lopen. Bij een grote hal met een dakvlak dat in meerdere velden is verdeeld, zien we dan ook regelmatig meerdere omvormers, elk dicht bij het veld dat ze bedienen, die vervolgens allemaal op één punt samenkomen richting de meterkast.
Technisch gezien maakt het voor de omvormer zelf niet uit of de gelijkstroom van cellen in een felsbaan komt of van panelen op beugels: hij ziet gelijkstroom binnenkomen en zet die om. Het verschil zit in de aanleg. Bij een opgelegd paneelveld lopen de kabels vaak over het dakoppervlak, langs de onderkant van de panelen, tot ze bij een verzamelpunt samenkomen en het dak verlaten via een doorvoer. Bij de felsbanen ligt de bekabeling meteen onder het dakvlak, zonder dat er iets boven het oppervlak uitsteekt, en verlaat de stroom het dak op een vooraf bepaald punt dat samen met de rest van de dakopbouw is ingetekend.
Dat scheelt in de praktijk niet in hoe de omvormer werkt, maar wel in hoe voorspelbaar het traject van dak naar meterkast is. Bij een nieuw gebouw wordt dat traject al in de bouwtekening vastgelegd, wat het makkelijker maakt om meteen de juiste kabeldiktes en doorvoeren te bepalen. Bij een dakvervanging op een bestaand pand werkt het net zo, met dit verschil dat de bestaande meterkast en het bestaande elektrisch systeem het uitgangspunt vormen in plaats van een blanco tekening.
Een groot dakvlak boven een bedrijf dat de stroom overdag zelf gebruikt, in de machines, de verlichting, de koeling, is een van de gunstigste situaties die er zijn voor dakstroom. De opwekking en het verbruik vallen samen in tijd, waardoor er weinig stroom terug het net op moet en er weinig capaciteit nodig is om iets op te slaan of te transporteren. Voor de omvormer betekent dat een gelijkmatiger belasting gedurende de dag, in plaats van een piek die ergens anders heen moet. Dat is geen kenmerk van de felsbaan zelf, het is een kenmerk van het gebouw en het gebruik, maar het is wel de reden waarom een bedrijfshal met veel eigen dagverbruik zo vaak als schoolvoorbeeld wordt genoemd wanneer het over dakstroom gaat.
Wat het niet doet, is de vraag naar de omvormer overbodig maken. Ook als alle stroom binnen het pand blijft, moet de gelijkstroom van het dak nog steeds omgezet worden voordat een machine of een lamp er iets mee kan. De plek van die omvormer, de ventilatie van de ruimte waarin hij hangt en de lengte van de kabels naar het dak zijn dus punten die bij elk ontwerp opnieuw bekeken worden, ook wanneer het gebruik van de stroom verder geen complicaties geeft.
Hoeveel omvormers een dak nodig heeft, waar ze het beste kunnen hangen en welke kabeldiktes daarbij horen, verschilt per dakvlak en per uitvoering. Dat rekenen wij uit op tekening, samen met de rest van de dakopbouw, zodat de plek van de omvormer geen losse beslissing is maar onderdeel van hetzelfde plan als het felswerk en de aansluiting op de meterkast.