Vanliga frågor om solpaneler och installation

I texten nedan kommer vi i huvudsak att beskriva funktionen av ett så kallat ”off-grid ” system. Det vill säga ett system för likström på vanligen 12 alternativt 24 volt. Dessa system passar utmärkt för installation i exempelvis husbilar, husvagnar, båtar och stugor där man inte har tillgång till det fasta elnätet.

En installation av en solcellspanel gör att du slipper dyra el-platser på campingen, landström på bryggan eller att gräva ner en fast elinstallation till sommarstugan. Att solelen dessutom är miljövänlig och gratis att producera – det får du på köpet!

Hur fungerar ett solcellssystem?

Ett solcellssystem av offgrid-typ består i huvudsak av tre olika delar. Solcellspanel, laddningsregulator samt batteri.

Solcellspanelen fångar upp solljuset och omvandlar detta till elektrisk ström som skickas vidare till laddningsregulatorn. Laddningsregulatorn omvandlar sedan spänningen till korrekt nivå för att ladda batteriet på bästa sätt där strömmen lagras för att kunna användas då strömbehov finns.

Hur väljer jag rätt storlek på mitt system?

För de allra flesta räcker det med ett system på 100-200W system i en husbil, stuga eller båt.
Man kan räkna med att en panel på 100W i genomsnitt producerar ca 400Wh en normal Svensk sommardag.

För att dimensionera ditt system mer exakt efter dina behov bör du ta reda på
effekten på de elförbrukare du har, samt den totala strömförbrukningen per dygn.

Räknexempel förbrukning  / dygn

– TV 20” 20W x 2 h= 40Wh

– Belysning led 5 x 3W x 6h= 90Wh

– Mobilladdare 5W x 3h= 15Wh

– Kaffebryggare  200W x 0,5h= 100Wh

– Kylskåp 75L 18W x 24h= 432Wh

– Fläkt 40W x 2h= 80Wh

Totalt: 757 Wh

Utifrån ovanstående exempel krävs solcellspaneler på totalt 200W i systemet.

Skulle vi enligt räkneexemplet utesluta kylskåpet vilket är den stora förbrukaren i sammanhanget klarar vi oss gott och väl med att installera en panel på 100W.

Observera att exemplet ovan är beräknat utifrån att strömuttag sker någorlunda jämnt alla veckans dagar. Tillhör du dem som enbart använder husvagnen eller båten ett par dagar i veckan? Då kan man med fördel installera ett något mindre solcellssystem och ett litet större batteri för att kunna ”lagra” den ström som produceras under veckans övriga dagar då man inte förbrukar någon ström.

Tips:

När du ändå ser över förbrukarna i din husbil, båt eller stuga. Ställ dig frågan om det kan det vara läge att byta ut någon apparat eller lampa mot något strömsnålare?

Exempel belysning:

Led lampa 5x 3W x 6h= 90Wh

Vanlig glödlampa 5x 30W x 6h= 900Wh !!!

Att byta från glödlampor till ledlampor har idag blivit förhållandevis billigt och är en mycket bra investering om du inte redan gjort detta.

Vilken typ av solpanel skall man välja? 

Det finns idag en uppsjö av olika tillverkare av solcellspaneler med varierad effekt, pris och kvalité. I huvudsak delar man upp solcellspaneler i monokristallina, polykristallina samt tunnfilmspaneler beroende på hur dessa är tillverkade. 

Monokristallina

Dessa solcellspaneler är de mest effektiva på marknaden. De är till synes svarta i färgtonen och består av enkla kiselkristaller vilka är något dyrare att tillverka jämfört med polykristallina celler. Verkningsgraden är dock högre och brukar normalt ligga mellan 16-18%. Vissa fabrikat kan ge uppåt  19% verkningsgrad. Monokristallina celler presterar även något bättre än polykristallina celler i molnigt väder och vid svagare ljusförhållanden.

Polykristallina

Dessa solcellspaneler känns igen på dess blåspräckliga färg och består av sammansatta kiselkristaller. Verkningsgraden på denna typ av paneler ligger omkring 13-15%

 Amorfa tunnfilmspaneler

Den tredje typen av solcellspaneler kallas amorfa tunnfilmspaneler vilka är böjbara och har fördelen att det kan monteras direkt mot underlaget där detta krävs. Nackdelen är dock att verkningsgraden ligger på blygsamma 6-8% varvid det krävs en betydligt större yta för att få ut samma effekt jämfört med en polykristallin eller monokristallin panel.

Semiflexibla paneler

Den fjärde typen av solcellspaneler är en relativt ny typ av panel som kallas semiflexibel tunnfilmspanel med monokristalina siliconceller. Sunlux semiflexibla paneler använder Sunpower-celler med verkningsgrad på otroliga 21,5%, detta gör att man får en modul med både liten yta och låg vikt. Mycket effektiva även i molnigt väder. Panelen kan dessutom böjas upp till ca 30% för att även passa för montering på välvda ytor. Panelen limmas i ytterkant med hjälp av Sikaflex 252 direkt mot  underlaget.

Vilken funktion har laddningsregulatorn och vad är det för skillnad på de olika regulatorerna?

Laddningsregulatorn är en nödvändig komponent i ditt system och ser till att batterierna laddas på ett kontrollerat och effektivt sätt. En Solcellsmodul för ett 12V system ger ungefär 17-18V vid fullt solljus och batteriet kräver under laddning 13.6-14.4V spänning. Att skillnaden i spänning är så pass stor beror på att panelen även i mulet väder och svagare ljusförhållanden skall komma upp i tillräckligt hög spänning för att batteriet skall ladda.

Regulatorns grunduppgift är att:

– Reglera spänningen från solcellspanelen till korrekt laddspänning beroende på batterityp.

– Skydda batteriet mot överladdning.

– Förhindra backflöde av ström nattetid.

– Skydda batteriet mot för djupurladdning.

Vissa regulatorer har även ett flertal ytterligare funktioner där du kan programmera bla tidsinställd ljusstyrning för exempelvis belysningsinstallationer.  Till flertalet regulatorer kan du även ansluta displayer som visar aktuellt laddningsstatus, batteristatus samt historik över elproduktionen i ditt system. Många modeller har även temperaturkompenserad laddningsfunktion vilket innebär att laddspänningen finjusteras beroende på batteriets temperatur för att ytterligare optimera laddningen.

Två huvudsakliga typer av laddningsregulatorer. PWM och MPPT.

Såväl PWM och MPPT regulatorer går att få med samma typer av grundfunktioner för solcellsystemet. Det som skiljer de två teknikerna åt är dess verkningsgrad då de reglerar den ingående högre spänningen till korrekt laddspänning för batteriet

PWM (pulse width modulation) regulatorerna har unde många år varit den vanligaste typen av laddningsregulator i ett solcellsystem. Tekniken är enkel och tillförlitlig och de ingående komponenterna i dessa regulatorer är förhållandevis enkla och billiga att tillverka. PWM regulatorerna reglerar spänningen genom att sända ut snabba laddpulser till batteriet. Regulatorn mäter samtidigt laddningsnivån och reglerar pulserna efter detta. Ju mer laddningsnivån i batteriet ökar desto kortare blir laddpulserna. Denna typ av laddstyrning  gör att batterierna laddas fullt på ett kontrollerat sätt utan risk för överladdning. Regulatorn kan även hålla batterierna i ett fulladdat tillstånd (”flytladda” ) på obestämd tid. PWM regulatorn är en mycket tillförlitlig regulator.

Den senaste och mer effektiva laddningstekniken kallas MPPT vilket står för Maximum Power Point Tracking. Styrenheten i en MPPT regulator är uppbyggd för att kunna omvandla överspänning (V)  till ökad laddström (A) . Genom just detta har MPPT regulatorn en fördel i jämförelse med PWM regulatorn.

Hur fungerar en MPPT regulator och varför laddar dessa bättre än PWM?

De flesta solcellssystem använder 12 volts batterier. Solcellspaneler levererar dock betydligt mer spänning än vad som krävs för att ladda batterierna under vissa ljusförhållanden. Ca 17-18V (beroende på panel) kan spänningen ligga på vid stark sol mitt på dagen. Batteriet skall däremot vid ladding inte ha mer än drygt 14V. Därför uppstår en förlust då spänningen från panelen omvandlas till korrekt laddspänning för batteriet. MPPT regulatorn reglarar istället spänningsdiferansen till ökad laddström vidare till batteriet.

Skillnad i effektivitet varierar ungefär mellan 10-30% beroende på aktuellt solförhållande. Eftersom MPPT regulatorn kan omvandla en högre spänning till ökad ström så tillåter detta även att man med seriekopplade paneler kan ha en högre inkommande spänning till regulatorn vilket ger minskad effektförlust i kablarna. MPPT regulatorn är uppbyggd av flera och mer avancerade komponenter än PWM regulatorn vilket gör att den ligger något högre i pris men har istället fördelen av 10-30% extra laddeffekt jämfört med en PWM regulator.

Duo-regulatorer

På markanden finns även sk duo regulatorer. Regulatorn är i grund och botten en PWM eller en MPPT regulator med ett inbyggt relä som fördelar laddströmmen till två batterier. Dessa regulatorer används då man har två separata batterier som behöver laddas från en och samma regulator. Detta är en mycket bra lösning om man har två batterier av olika kapacitet och ålder. Det är även en bra lösning om man har ett startbatteri och ett bodelsbatteri där man vill ha olika prioritet på laddningen. Regulatorn kan exempelvis ställas in för att ge 30% av laddströmmen till batteri nr1 och 70% av laddströmmen till batteri nr 2. Det går även ställa in regulatorn att först ladda batteri 1 fullt och därefter börja ladda batteri nr2.

Har man sedan tidigare en vanlig regulator av PWM eller MPPT typ kan man istället för att använda sig av en duo regulator även koppla in ett separat fördelningsrelä för att fördela laddströmmen till två olika batterier med separata förbrukare.

Behöver jag en separat display till laddningsregulatorn och vad fyller den för funktion?

Fjärrdisplayen är ett valbart extratillbehör som kan finns till de flesta laddningsregulatorerna i Sunlux sortiment. Med en fjärrdisplay ansluten till laddningsregulatorn finns möjlighet att utläsa detaljerad driftinformation i ditt system. Det ger dig svar på hur effektivt solcellspanelen laddar, vilken spänning du har i batteriet etc. Det går även att utläsa produktionshistorik, dvs hur mycket energi systemet har laddat under dagen, veckan eller senaste månaden. Fjärrdisplayen placeras vanligen på en väl synlig plats där den är enkel att läsa av. Det ger dig full kontroll över systemet och du ser direkt att allt fungerar som det ska.

Vad är temperatursensor till för och varför behöver jag en sådan till regulatorn?

Många av dagens laddningsregulatorer är temperaturkompenserade. Detta innebär att laddningsregulatorn finjusterar laddspänningen beroende på batteriets temperatur för att laddningen skall bli så effektiv som möjligt. Ett kallt batteri behöver laddas med en något högre spänning än ett varmare batteri. Med temperatursensorn ansluten regleras därför spänningen upp något för att batteriet även skall laddas fullt när det är kallt. Väljer man att inte ansluta temperatursenorn så är laddspänningen reglerad utefter en temperatur av 25 grader.  Det går därför bra att även installera en laddningsregulator utan sensorn. Däremot får du en mer effektiv laddning vid kalla temperaturer med sensorn ansluten. Sensorn ansluts enkelt till regulatorns uttag och sensorproben placeras intill batteriet.

Hur stora battterier behöver jag för ett väl fungerande system?

När det gäller blybatterier, dvs fritidsbatterier, gel, AGM så kan man ladda ur batteriet till ca 50% för att ge en skonsam urladdning och lång livslängd. Ett 12V 90A batteri kan således ge ca 45A. Det vill säga 540 Wh=0,54kWh ström kan lagras i batteriet. Laddas batteriet ur mer än så förkortas batteriets livslängd avsevärt. Det är därför viktigt att man anpassar batteriets/batteribankens kapacitet till det strömuttag man har.

En 100W solcellspanel producerar i genomsnittsnitt ca 400Wh under en svensk sommardag. Ett 90A batteri skulle enligt exemplet ovan laddas fullt på drygt ett dygn.

Detta ger således något små marginaler om du vill ha möjlighet att kunna lagra ström för de dagar med sämre väderförhållanden då panelen ger mindre laddning, samtidigt vill man inte att batteriet skall vara fulladdat redan mitt på dagen.  Vid installation av en 100-120W solcellpanel så bör man därför ha en batteribank på ca 150-180Ah. 2 st paralellkopplade 75-90Ah batterier brukar vara lagom för de flesta. Vid parelellkoppling rekommenderas två st identiska batterier av samma typ, storlek och ålder.

Skulle batterierna vara av olika storlek/typ/ålder går även detta bra genom användning av en så kallad duo regulator eller ett skiljerelä.

Vilken kabelarea behövs mellan solpanelen och laddningsregulatorn?   

För ett väl fungerande system utan onödigt stora strömförluster och spänningsfall är det viktigt att kabeln man tänkt att använda har tillräcklig kabelarea. Valet av kabelarea påverkas dels av kabelns längd och dels av hur många ampere panelen producerar.

I tabellen nedan finner du minsta rekommenderade arean du bör använda med hänsyn till effekt, systemspänning och kabelavstånd.

12 Volt system:

24 Volt system:

Vad behövs för en komplett installation?

Vad som behövs för ett fungerande off-gridsystem beror på var systemet skall installeras samt vilka förutsättningar som redan finns för monteringen. Finns sedan tidigare ett elsystem med tillhörande batteri/batteribank så behövs följande:

– Solcellspanel

– Monteringsfäste för solcellspanelen samt lämplig skruv/fästlim

– Laddningsregulator 

– Ev fjärrdisplay för utläsning av driftinformation (valfritt tillbehör)

– Temperatursensor (valfritt tillbehör – ger effektivare laddning)

– Kabel mellan solcellspanel-laddningsregulator-batteri

– Säkring till pluskabeln mellan laddningsregulator och batteri

Hittar du inte informationen du söker?

Kontakta oss så hjälper vi dig med att få svar på dina frågor.

Vårt kontaktformulär finner du genom att klicka här!