Wereldwijd zijn meer dan 14 miljoen micro-omvormers van Enphase geïnstalleerd. Dat succes is volgens Martyn Berry, Director Technical Services van Enphase Energy, mede te danken aan het feit dat het bedrijf de lat ontzettend hoog legt als het over veiligheid gaat. ‘Onze technologie behoort tot de veiligste in de solar-industrie, zowel voor de eigenaar van zonnepanelen als de installateur, maar ook voor de brandweer als die in actie moet komen bij brand in een gebouw met zonnepanelen op het dak.’
Het garanderen van de veiligheid van een zonne-energiesysteem begint met het gebruik van hoogwaardige kritische componenten. De keuze voor micro-omvormers van Enphase ligt daarbij voor de hand volgens Berry. Dit heeft allereerst te maken met het feit veiligheidsissues van zonnepanelen doorgaans gerelateerd zijn aan hoge voltages gelijkstroom (DC) die zich in systemen met ouderwetse omvormers kunnen opbouwen. Dat risico is uitgebannen in de energie-architectuur van Enphase.
Andere risico’s
‘Maar als we het over zonnepanelen en veiligheid hebben, dan moeten we beginnen bij de enorme groei van de markt’, aldus Berry. ‘Overal waar de uitrol van zonne-energie versnelt, kan geld worden verdiend. Dat trekt vele nieuwe toetreders, ook installateurs. Die beschikken niet allemaal over de competenties die je graag zou zien bij het plaatsen van zonnepanelen. Werken met wisselstroom (AC) is immers niet hetzelfde als werken met gelijkstroom (DC). Het brengt hele andere en grotere risico’s met zich mee. De groeiende aandacht voor kwaliteit en veiligheid – bijvoorbeeld door het opleiden en certificeren van installateurs en het inspecteren van zonne-energiesystemen voordat die online gaan – is vanuit dat oogpunt dus van grote waarde.’
Hoge voltages
De micro-omvormers van Enphase zijn het resultaat van meer dan 25 jaar innovatie. Het bedrijf heeft in Amerika inmiddels de achtste generatie van haar technologie gelanceerd. Ook die kenmerkt zich door een mix van veiligheid en intelligente performance. Ze onderscheiden zich onder andere op het vlak van installatiegemak en het optimaliseren van het rendement uit zonnepanelen. Daarnaast zijn ze gebouwd om het volledige leven van een zonne-energiesysteem mee te gaan. Ze zijn robuust en kennen geen degradatie, onder andere omdat ze volledig worden ingekapseld in siliconen, wat uiteraard ook de veiligheid voor de lange termijn verzekert. Maar waar schuilt die veiligheid nu exact in?
Gevaren
Berry: ‘De micro-omvormers van Enphase worden direct aangesloten op de achterzijde van ieder zonnepaneel. Ze zetten de DC die wordt opgewekt in dat zonnepaneel meteen om in een laag voltage AC. Bij de ouderwetse stringomvormers werkt het anders. Er lopen DC-kabels vanuit ieder zonnepaneel naar de omvormer die de gelijkstroom vervolgens omzet naar wisselstroom. Daardoor kan de DC-spanning in een circuit enorm oplopen, tot wel 600 volt op de daken van woningen en 1.000 volt in commerciële systemen. Dat brengt gevaren met zich mee. Gebruik je de omvormertechnologie van Enphase, dan blijft die doorgaans onder 60 volt AC. Dat biedt diverse voordelen op het gebied van veiligheid, zowel voor de installateur als de eindgebruiker.’
Brand
Als er een elektrische lading tussen twee elektroden wordt geleid kan een vlamboog ontstaan. Dat is ook mogelijk in zonnepaneelinstallaties, bijvoorbeeld bij kortsluiting, beschadiging van kabels of slechte connecties. Blijft er stroom vloeien, dan blijft die een vlamboog voeden. De mogelijke gevolgen zijn schade, of in het ergste geval brand.
‘In de Enphase omvormertechnologie is dit risico vrijwel volledig geëlimineerd’, aldus Berry. ‘Wij brengen geen hoge voltages DC een woning of ander gebouw in. Het lage voltage AC zorgt ervoor dat er geen vlamboog kan ontstaan. Daarnaast werk je binnen onze architectuur slechts met één kabel in een serieschakeling. In vergelijking met stringomvormers hoeft er veel minder worden geknipt, verlengt, geïsoleerd of gebundeld… Ook dat vermindert de kans op het ontstaan van schade of brand. Bovendien is werken met micro-omvormers van Enphase vanuit dat oogpunt een stuk veiliger voor de installateur zelf. Tijdens de installatie bouwt de stroom in een zonne-energiesysteem zich immers al op, ook als dat nog niet aangesloten is. Niemand wil een enorme schok met een hoge DC-spanning krijgen, ook omdat je in tegenstelling tot AC daarbij de neiging hebt om vast te blijven houden. Naast direct letsel is er wanneer er op hoogte wordt gewerkt de kans dat dit leidt tot een nare val.’
Brandweermannen
Steeds meer normen en brandveiligheidsvoorschriften noemen een rapid shut down (RSD)-functie voor een zonne-energiesysteem wenselijk of stellen eisen op dit vlak. In Amerika is een die al verplicht en binnen de Europese Unie gaan stemmen op om dit vast te leggen in regulering. Veel verzekeraars adviseren vanwege de aanwezigheid van een RSD-functie het gebruik van micro-omvormers. De primaire reden is het verbeteren van de veiligheid van brandweermannen tijdens het blussen van een brand in een woning of gebouw waar zonnepanelen op liggen. Berry vindt de groeiende aandacht voor dit thema niet meer dan terecht. Hoe meer de uitrol van zonnepanelen vordert, hoe vaker ze onderdeel zijn van branden in gebouwen. Het in veilige toestand brengen van het zonne-energiesysteem is in zo’n situatie van groot belang.
Elektrocutie
Berry: ‘De stroom moet in korte tijd tot nul kunnen worden teruggebracht om de veiligheid van de blus- en reddingswerkers te garanderen. De brandweer wil dat zelf in de hand houden en de zekerheid hebben dat het werkt. Bij stringomvormers is dat problematisch. Zolang de zon schijnt, blijft de DC stromen, ook als de omvormers worden uitgeschakeld. Kom je in contact met zo’n kabel, dan kan een aanzienlijke schok of elektrocutie het gevolg zijn. Bij onze technologie is het een ander verhaal. Wij werken met AC en het voltage in het kabelcircuit bevindt zich al relatief dicht bij nul. Bij een storing in het elektriciteitsnet, of als je de knop uitzet, stoppen onze micro-omvormers met de productie van vermogen. Er staat binnen 30 seconden geen stroom meer op het systeem. Interessant in dit verband is natuurlijk de thuisbatterij die op vele plekken snel gemeengoed wordt. Daarbij spelen soortgelijke issues ten aanzien van brandveiligheid, veilige installatie en het in de hand houden van calamiteiten. Wij leveren onze eigen Enphase-batterij. Dat is een lithium ijzerfosfaat AC-batterij waarin we ook micro-omvormers gebruiken. Ook wat betreft deze ontwikkeling in duurzame technologie leggen we de lat op het gebied van veiligheid dus hoog.’
