Installationsanvisningar för solsystem

INSTALLATION AV ETT OFF-GRID SOLPANELSYSTEM

Allmänt: Ett solpanelsystem består av tre huvudkomponenter:

• Solpanel
• Batteri
• Laddningskontroll

Solpanelen omvandlar solens strålning till elektrisk energi. Panelen består vanligtvis av flera celler från vilka den önskade spänningen kan erhållas genom att seriekoppla dem.

Batteriet är ett energilager. Energin som produceras av panelen samlas i batteriet, från vilket den erforderliga mängden används. Lämpliga batterier för solcellsanläggningar är AGM- eller gelbatterier. Fördelen med dessa är slarv och lång livslängd.

Regulatorns uppgift är att ta hand om batteriet. Styrenheten stänger av laddningsströmmen när batteriet är fullt. Vissa kontrollermodeller har även ett inbyggt batteriskydd som ser till att batteriet inte blir djupt urladdat.

Placering och installation av solpaneler

Solfångare ska givetvis installeras på en plats där solen kan skina på panelerna så obehindrat som möjligt. I sommarstugor är en sådan plats vanligtvis på byggnadens tak. Med en fast installerad solpanel erhålls den bästa årliga avkastningen under förhållandena i Mellersta Finland, då panelen lutar ca 45 grader mot söder. Med tanke på endast sommarmånadernas produktion erhålls den högsta produktionen med en mjukare, ca 30 graders lutning. Solfångare bör aldrig installeras horisontellt, även eftersom den naturliga rengöringen av panelerna vid regn kräver att panelerna lutar minst tio grader. En ventilationsspalt på minst 10 cm ska lämnas mellan solpanelen och taket.

Vid installation av solpaneler måste panelernas livslängd på 30 till 50 år beaktas. Av denna anledning måste t ex rostfria skruvar och bultar användas i infästningen, för att infästningen ska ha en tillräckligt lång livslängd. Panelerna ska fästas tillräckligt hårt för att fästkonstruktionerna ska klara de värsta förväntade stormvindarna. Det mekaniska motståndet hos själva panelerna är bra, så länge som panelerna inte kan röra sig eller böjas.

Alla takgenomföringar ska tätas med Sikaflex eller Silikon. Det är bra att jorda ramen på solpanelerna, då fungerar jordningen även som en åskledare för byggnaden. Batteriets och det elektriska systemets negativa pol kan jordas till samma jordpotential.

Vid seriekoppling av solpaneler går samma ström genom alla paneler. Spänningen för panelkedjan kopplad i serie är summan av panelspänningarna. Solpaneler består av solceller kopplade i serie, så samma ström passerar genom varje cell. Produktionen av en seriekopplad panelkedja bestäms av den sämst producerande cellen.

Vid parallellkoppling av solpaneler är panelspänningen densamma som spänningen för en panel och strömmen är summan av solpanelsströmmarna. Skuggning av en panel stör inte produktionen av andra parallellkopplade paneler. Liknande paneler kan kopplas både parallellt och i serie. Paneler med olika spänningsvärden (antal solceller) kan också seriekopplas, om panelernas strömvärden är desamma. Paneler med olika strömvärden kan kopplas parallellt, om panelernas spänningsvärden är desamma.

Parallellkoppling är motiverat om solpanelerna störs av enstaka delskuggningar, eftersom skuggningen på en panel inte stör produktionen av de andra panelerna. De parallellkopplade panelerna behöver inte heller sitta i samma läge utan kan till och med sitta på olika sidor av taknocken (t.ex. en panel i öster i riktning mot morgonsolen och den andra panelen i väster i kvällssolens riktning).

Att seriekoppla panelerna är särskilt motiverat om elöverföringsavståndet från panelerna till laddningsregulatorn är långt. Du kan se att en fördubbling av spänningen minskar överföringsförlusterna till en fjärdedel. Paneler kopplade i serie måste vara i samma position.

Ackumulatorbatteri

Det vanligaste batteriet i stugsystem, både i vind- och solenergisystem, är ett blybatteri. Elektriska system använder vanligtvis förseglade, underhållsfria gelbatterier som kan installeras inomhus. Den vanligaste spänningen i kabinsystemet är 12 V, eftersom DC-enheter är bäst tillgängliga för den spänningen, t ex LED-lampor. Blybatterier är ofta 12 volt, så vid användning av flera batterier kopplas de parallellt. Parallellkopplingen lägger ihop batteriernas laddningskapacitet (anges i amperetimmar). Om systemet använder en växelriktare och endast växelströmsanordningar, så kan det vara väl motiverat att använda 24 volts batterispänning, för då minskar elöverföringsförlusterna på likströmssidan. 24 volts spänningen uppnås genom att koppla två 12 volts batterier i serie. Särskilt seriekoppling av batterier kräver att batterierna är väldigt lika varandra. Om exempelvis batteriernas inre resistanser skiljer sig från varandra leder det nämligen till att spänningen fördelas ojämnt mellan batterierna vid laddning av batterierna och det kan leda till skador på batteriet. Även vid parallellkoppling är det önskvärt att batterierna är likadana, det vill säga batterierna ska vara av samma typ, från samma tillverkare och ungefär lika gamla.

En säkring måste installeras mellan batterierna och systemet.

Batterispänningar. När solen skiner direkt på panelen kan laddningsspänningen stiga upp till 14,4V. Spänningen efter solens nedgång är 12,7 – 12,8V. Spänningen utan laddning kallas vilospänning. Vilospänningen för ett fullt batteri är 12,74 och ett helt tomt batteri är 11,88V. Skillnaden mellan ett tomt och ett fullt batteri är därför, oavsett storlek, 0,86V.

Laddningskontroll

Moderna laddningsregulatorer för solpaneler har en funktion för maximal effektspårning (MPPT, Maximum power point Tracking), som säkerställer att solpanelsanslutningen hela tiden fungerar med den spänning som ger maximal effekt. Bra laddningskontroller har temperaturkompensation för batteriladdning, vilket är nödvändigt speciellt i händelse av att batterierna i solelsystemet lämnas i en kall stuga för vintern. Ett kallt batteri kräver en högre laddningsspänning än ett varmt batteri. Fulladdade batterier tål frost bra, men tomma batterier skadas av frost. Moderna Charge Controllers tillåter solpanelsväxling att variera över ett brett spänningsområde, t ex 15 – 150 V, så de gör att solpaneler kan anslutas fritt på ett lämpligt sätt. Laddningsströmmen för laddningsregulatorn och även belastningsströmmen som tas från laddningsregulatorn är begränsade. Det finns till exempel 10, 20 och 40 ampere laddningskontroller tillgängliga

Före panelerna, anslut batteriet till – och + polerna på styrenheten. Anslut panelerna till plintarna – och +. Anslut alla enheter som förbrukar mer energi direkt till batteripolerna.

Installationsarbete av ett lågspänningssystem

Systemet är lågspänning om dess likspänning inte är mer än 120 V och växelspänning inte mer än 50 V. Det finns ingen väsentlig skillnad i mängden arbete och priserna på installationsmaterial vid installation av en lågspänning och "normal" " elektriskt system. Ett lågspänningssystem får installeras utan yrkeskvalifikationer och entreprenadrätt inom det elektriska området. Grunden är att du inte kan få en farlig elektrisk stöt av lågspänningen. Även ett elsystem med låg spänning är inte utan fara: En kortslutning kan orsaka brand, så säkringar måste installeras i alla ledningspar som kommer från batteriet. Att tappa ett metallverktyg ovanpå batteriet kan också kortsluta batteriets poler, vilket gör att batteriet laddas ur och energin som lagras i batteriet frigörs mycket snabbt som värme i batteriets inre motstånd. Det är en bra idé att täcka över solpanelerna när du ansluter dem, eftersom spänningen som produceras av panelerna kan orsaka till exempel gnistor vid anslutning av ledningarna. Kortslutning av panelen kommer dock inte att skada panelen.

Hänsyn till överföringsförluster

Elkraft är produkten av ström och spänning. Elöverföringsförluster är proportionella mot kvadraten av den elektriska strömmen, dvs omvänt proportionella mot kvadraten på spänningen. I ett elsystem med låg spänning (12 V) är överföringsförlusten i ledaren ca 400 gånger jämfört med ett "normalt" 240 V-system, om den överförda effekten och ledartjockleken är samma. Den vanligaste installationskabeln i ett 12 V-system är en 2 x 2,5 mm2-kabel - i ett vanligt 240 V-system kan till exempel en 16 A-ström ledas i en 2,5 mm2 kopparkabel i upp till hundra meter utan nämnvärd överföring förlust. - en tumregel: i ett 12 V-system kan en ström på 16 A endast överföras avståndet i meter som är ledarens tvärsnittsarea i kvadratmillimeter - om det bara är LED-belysning, strömmarna är små, i storleksordningen en ampere, och överföringsförlusterna blir inga problem, även om överföringsavståndet skulle vara tiotals meter - t.ex. den elektricitet som behövs för en 200 W och 12 V (ca 16 A) kaffemaskin kan överföras i en 2,5 mm2 ledare endast 2,5 m, ett överföringsavstånd på tio meter kräver 10 mm2 ledare.

Installation av växelriktaren

Elektrisk utrustning avsedd för likström är mindre lättillgänglig än utrustning avsedd för vanlig hushållsväxelström. Som regel är likströmsenheter dyrare än växelströmsenheter. 12 V LED-lampor är ganska bra tillgängliga för belysning, så det är lämpligt att använda likspänning för belysning. Växelriktaren omvandlar 12 eller 24 V likspänning till 220 – 240 V växelspänning. Växelriktaren ansluts direkt till batteripolerna med korta och tjocka ledningar. Du kan ansluta växelriktaren och även förlängningssladden från växelriktaren utan att ha en yrkeskompetens inom det elektriska området. Eventuella fasta installationer för standard AC-spänning kräver en installatör med elentreprenadrätt.

Installationstillbehör för lågspänning elsystem

I lågspänningssystemet kan vanliga kopplingsdosor och strömbrytare användas, till exempel för belysning. Den vanligaste typen av ledare är 2 x 2,5 mm2. Uttag och kontakter är specialgjorda, eftersom de positiva och negativa polerna har olika betydelse i likströmsapparater. Om det behövs kan ramarna för elektriska enheter jordas till den negativa ledningen (systemets negativa pol är jordad).