Zonnepanelen & opslag

Wat is clipping bij zonnepanelen en kan een thuisbatterij die stroom opvangen?

In het kort

Clipping betekent dat je omvormer minder stroom doorgeeft dan je zonnepanelen op dat moment leveren, omdat het paneelvermogen hoger is dan het maximale vermogen van de omvormer. Het overschot gaat verloren, meestal alleen op zonnige middagen. Een AC-gekoppelde thuisbatterij kan die stroom niet opvangen, omdat hij pas na de omvormer laadt. Een DC-gekoppelde batterij met een hybride omvormer kan dat vaak wel, zolang de batterij nog ruimte heeft.

Wat is overdimensioneren?

Zonnepanelen hebben een vermogen in wattpiek (Wp). Dat is het maximale vermogen dat een paneel levert in een testomgeving, bij een vaste temperatuur en hoeveelheid licht. Tel je alle panelen op, dan heb je het totale paneelvermogen van je installatie.

De omvormer zet de gelijkstroom (DC) van je panelen om in wisselstroom (AC) voor je huis en het net. Ook de omvormer heeft een maximaal vermogen. Dat is het AC-vermogen dat hij hooguit kan afgeven.

Overdimensioneren betekent dat je meer paneelvermogen plaatst dan de omvormer aan AC-vermogen kan leveren. Een voorbeeld: 5.000 Wp aan panelen op een omvormer van 4.000 watt. In het Engels heet de verhouding tussen die twee de DC/AC-ratio. In dit voorbeeld is die 1,25.

Dat is in Nederland gebruikelijk en geen fout. Netbeheerder Stedin raadt installateurs zelfs aan om de omvormer iets kleiner te kiezen dan het totale paneelvermogen.

Wat is clipping?

Clipping ontstaat als je panelen op een bepaald moment meer vermogen leveren dan de omvormer kan omzetten. De omvormer begrenst dan zijn uitgang op zijn maximale vermogen. Het deel daarboven wordt niet omgezet. Die energie gaat verloren.

In een grafiek van je opwek zie je dat als een afgeplatte top rond het middaguur. Op een gewone dag zie je een bolle curve. Op een heldere, koele dag met veel zon kan de top er vlak afgesneden uitzien. Daar komt de naam vandaan: clipping betekent afknippen.

Het gebeurt alleen als de zon heel sterk is en de panelen dicht bij hun maximale vermogen komen. Panelen halen hun wattpiek in de praktijk zelden. Warmte, de stand van de zon, de richting van het dak en schaduw drukken het vermogen. Daarom clipt een licht overgedimensioneerde installatie vooral op een beperkt aantal uren per jaar.

Waarom doen installateurs dit?

Er zijn een paar redenen die in technische bronnen steeds terugkomen.

  • Meer opbrengst in de ochtend en middag. Het grootste deel van de dag leveren je panelen minder dan het vermogen van de omvormer. Met meer panelen haal je in die uren meer stroom binnen. Dat kan het verlies op de piekmomenten ruim compenseren.
  • Een kleinere of goedkopere omvormer. Je hoeft geen omvormer te kopen die alleen op een paar zonnige middagen zijn volle vermogen gebruikt.
  • Oost-west-daken. Panelen op oost en west bereiken hun piek op verschillende momenten. De omvormer komt dan minder vaak aan zijn maximum, dus overdimensioneren kost daar weinig.
  • Minder druk op het net. Stedin noemt een kleinere omvormer en het begrenzen van het piekvermogen als manieren om te voorkomen dat het net overbelast raakt en omvormers uitvallen. Volgens Stedin wordt op piekmomenten iets minder opgewekt, maar blijft de jaaropbrengst nagenoeg gelijk.

Er zijn wel grenzen. Elke fabrikant noemt in de specificaties hoeveel paneelvermogen een omvormer maximaal mag krijgen. SolarEdge noemde in een technische notitie bijvoorbeeld maximaal 135 procent voor zijn omvormers en 155 procent voor de eenfase HD-Wave-omvormers. Ga je daar overheen, dan riskeer je onnodig verlies en kan de garantie in gevaar komen. Die grenzen verschillen per merk en type, dus kijk naar het datablad van jouw omvormer.

Hoeveel stroom gaat er verloren?

Daar is geen vast getal voor. Het hangt af van de verhouding tussen panelen en omvormer, de ligging van je dak, de hellingshoek en het weer. Wees daarom voorzichtig met algemene percentages die je online tegenkomt.

Om een idee te geven: in een Amerikaans rekenvoorbeeld van Aurora Solar, gepubliceerd in Solar Power World, ging het om een grondopstelling op het zuiden met 20 graden helling in North Carolina. Aan een omvormer van 100 kW hing 1,5 keer zoveel paneelvermogen. Zonder clipping zou die installatie 228,24 MWh per jaar leveren. Door clipping ging daar volgens de berekening 11,0 MWh van verloren. Dat is ongeveer 5 procent.

Dat voorbeeld zegt weinig over jouw dak. Het gaat om een zonniger plek, een grote installatie en een hoge ratio van 1,5. Bij een Nederlandse woning met een lagere ratio ligt het verlies meestal lager, maar een betrouwbaar getal krijg je alleen met een simulatie voor jouw situatie. Vraag je installateur daarom om een opbrengstberekening met en zonder clipping.

Kan een thuisbatterij die stroom opvangen?

Dat hangt af van waar de batterij in je systeem zit. Het verschil zit in de koppeling. Op de pagina over het verschil tussen AC- en DC-koppeling lees je hoe beide opstellingen werken. Hier gaat het alleen om clipping.

AC-gekoppelde batterij: nee

Een AC-gekoppelde batterij hangt achter de omvormer van je zonnepanelen. Hij laadt met wisselstroom die de omvormer al heeft omgezet. De stroom die geclipt wordt, komt nooit uit de omvormer. Die blijft aan de DC-kant hangen. Een AC-batterij kan die energie dus niet opvangen.

Fabrikant Dynapower zegt het in een technische notitie zonder omwegen: AC-gekoppelde systemen kunnen per definitie geen geclipte DC-energie terugwinnen. Wil je een AC-batterij toevoegen aan een bestaande installatie, dan blijft de omvormer van je panelen de flessenhals.

DC-gekoppelde batterij of hybride omvormer: vaak wel

Bij een DC-gekoppelde batterij gaat de stroom van de panelen eerst naar een hybride omvormer. Die kan een deel van de gelijkstroom direct in de batterij laden, zonder dat het eerst naar wisselstroom wordt omgezet. Leveren je panelen meer dan de omvormer als wisselstroom kan afgeven, dan kan het overschot naar de batterij. Een technisch artikel van groothandel Segen noemt dit als het grootste voordeel van overdimensioneren met een hybride omvormer.

Let wel op een paar voorwaarden:

  • De batterij moet ruimte hebben. Is hij vol, dan geldt weer het AC-maximum van de omvormer en wordt het overschot alsnog geclipt. Lees ook wat er gebeurt met zonnestroom als je thuisbatterij vol is.
  • De omvormer moet DC-laden ondersteunen. Niet elke hybride omvormer werkt op dezelfde manier. Kijk in het datablad hoeveel paneelvermogen hij mag krijgen en hoeveel vermogen hij tegelijk naar de batterij kan sturen.
  • Het laadvermogen van de batterij is begrensd. Een batterij kan maar een bepaald vermogen tegelijk opnemen. Ligt het overschot hoger, dan gaat de rest alsnog verloren.
  • De instellingen tellen mee. Als de batterij al vroeg op de dag volloopt, is er rond het middaguur geen ruimte meer. Sommige systemen kun je zo instellen dat ze later op de dag laden.

Twijfel je welke omvormer bij jouw plannen past, kijk dan naar welke omvormer je nodig hebt voor een thuisbatterij.

Clipping is iets anders dan afschakelen bij hoge netspanning

Veel mensen halen deze twee door elkaar. Bij clipping draait je omvormer gewoon door, alleen op zijn maximale vermogen. Bij afschakelen stopt de omvormer helemaal.

Afschakelen gebeurt als de spanning op het net te hoog wordt. Volgens Liander gebeurt dat vooral als veel zonnepanelen in een buurt tegelijk terugleveren. De omvormer schakelt zichzelf dan uit om schade te voorkomen. Meestal gaat hij vanzelf weer aan als de spanning daalt. Stedin adviseert een omvormer te kiezen die pas afschakelt bij 253 volt en niet eerder. Een dunne of lange kabel tussen omvormer en meterkast kan de spanning bij de omvormer extra laten oplopen.

Ook hier kan een batterij helpen, maar via een andere route. Laadt de batterij je zonnestroom op dat moment, dan lever je minder terug. Dat verlaagt de kans dat jouw omvormer de spanning opdrijft. Een garantie is het niet, want de spanning hangt ook af van de rest van je buurt.

Begrenzen van teruglevering

Er is nog een derde manier waarop zonnestroom kan worden afgetopt: je begrenst bewust hoeveel je terug mag leveren. Milieu Centraal noemt aftoppen als manier om een installatie aan te sluiten die groter is dan je hoofdzekering aankan. Dat kan met een kleinere omvormer, een omvormer die slim terugschakelt of een omvormer die uitschakelt bij pieken. Volgens Milieu Centraal heb je bij een omvormer boven 5.000 watt een driefasenaansluiting nodig.

Ook een exportlimiet kan stroom kosten. Ligt die limiet lager dan wat je panelen leveren en je huis gebruikt, dan gaat het verschil verloren. Een batterij kan dat overschot opslaan, mits hij ruimte heeft. Bij een hybride omvormer geldt dat ook voor stroom boven het AC-maximum. Meer daarover lees je in het artikel over of een thuisbatterij teruglevering volledig kan voorkomen.

Wat betekent dit voor jou?

Heb je al zonnepanelen en een gewone omvormer, dan is clipping meestal geen reden om een batterij te kopen. Een AC-batterij vangt geclipte stroom niet op, en het verlies is vaak beperkt. Een batterij kan wel om andere redenen nuttig zijn, zoals meer zelfverbruik.

Ga je nieuwe panelen plaatsen of je omvormer vervangen, dan is het een punt om mee te nemen. Met een hybride omvormer en een DC-gekoppelde batterij kun je meer panelen plaatsen dan de omvormer als wisselstroom kan leveren, en een deel van het overschot in de batterij bewaren. Vraag de installateur om een berekening die laat zien hoeveel clipping hij verwacht, met en zonder batterij.

Conclusie

Clipping is het verlies dat ontstaat als je panelen meer leveren dan je omvormer kan omzetten. Installateurs nemen dat bewust op de koop toe, omdat je met meer panelen over het hele jaar meer opwekt. Hoeveel je verliest, hangt af van je dak en de verhouding tussen panelen en omvormer. Alleen een DC-gekoppelde batterij met een hybride omvormer kan geclipte stroom opvangen, en alleen als hij nog ruimte heeft. Een AC-gekoppelde batterij kan dat niet. Afschakelen bij hoge netspanning is een ander probleem, waar een batterij soms wel indirect bij helpt.

Veelgestelde vragen

Is overdimensioneren van zonnepanelen slecht?

Nee, binnen de grenzen van de fabrikant is het normaal. Je verliest wat stroom op zonnige piekmomenten, maar wint de rest van de dag. Stedin raadt zelfs aan de omvormer iets kleiner te kiezen dan het paneelvermogen. Ga niet boven het maximum dat in het datablad van je omvormer staat.

Hoe zie ik of mijn omvormer clipt?

Kijk in de app of het portaal van je omvormer naar de opwekgrafiek van een heldere dag. Is de top rond het middaguur vlak afgesneden op het maximale vermogen van je omvormer, dan clipt hij. Een bolle curve zonder platte top betekent dat er die dag geen clipping was.

Kan ik een AC-batterij toevoegen om clipping te verminderen?

Nee. Een AC-gekoppelde batterij laadt met stroom die de omvormer al heeft omgezet. Geclipte stroom komt nooit uit de omvormer, dus de batterij kan er niet bij. Een AC-batterij kan wel ander overschot opslaan, bijvoorbeeld stroom die je anders zou terugleveren.

Vangt een hybride omvormer met batterij altijd alle geclipte stroom op?

Nee. Dat lukt alleen als de batterij nog ruimte heeft en het overschot niet groter is dan wat de batterij tegelijk kan opnemen. Is de batterij vol, dan wordt de stroom boven het AC-maximum van de omvormer alsnog geclipt.

Is clipping hetzelfde als een omvormer die uitvalt bij hoge netspanning?

Nee. Bij clipping blijft de omvormer werken op zijn maximale vermogen. Bij te hoge netspanning schakelt hij zichzelf helemaal uit. Dat laatste komt door de spanning in je buurt, niet door de verhouding tussen panelen en omvormer.

Hoeveel procent verlies ik door clipping?

Dat verschilt per installatie. In een Amerikaans rekenvoorbeeld met 1,5 keer zoveel paneelvermogen als omvormervermogen ging ongeveer 5 procent van de jaaropbrengst verloren. Bij een lagere verhouding of een oost-west-dak is het meestal minder. Vraag je installateur om een simulatie voor jouw dak.

Bronnen en controle

Controletoelichting: Het rekenvoorbeeld over clipping komt uit een Amerikaanse simulatie en is niet één op één over te zetten naar een Nederlandse woning. Het percentage van ongeveer 5 procent is door ons berekend uit de getallen in de bron.

Ontdek of een thuisbatterij bij jou past

Doe de gratis scan in 2 minuten en ontvang advies op basis van je verbruik en opwek.

Start de gratis scan Direct offertes vergelijken