Usein kysyttyjä kysymyksiä aurinkopaneelit asennuksesta

Alla olevassa tekstissä kuvataan pääasiassa ns. off-grid-järjestelmän toimintaa. Kyseessä on yleensä 12 tai 24 voltin tasavirtajärjestelmä. Nämä järjestelmät sopivat erinomaisesti esimerkiksi matkailuautoihin, asuntovaunuihin, veneisiin ja mökkeihin, joissa ei ole pääsyä kiinteään sähköverkkoon.

Aurinkopaneelin asentaminen säästää sinulta kalliit sähköpaikat leirintäalueella, maavirran laiturilla tai kiinteän sähköasennuksen kaivamisen kesämökille. Aurinkosähkö on lisäksi ympäristöystävällistä ja sen tuotanto on ilmaista – se saat kaupan päälle!

Miten aurinkosähköjärjestelmä toimii?

aurinkosähköjärjestelmä koostuu pääasiassa kolmesta osasta: aurinkopaneelista, lataussäädin akku.

Aurinkopaneeli kerää auringonvaloa ja muuntaa sen sähkövirraksi, joka lähetetään edelleen lataussäätimeen. Lataussäädin muuntaa jännitteen oikealle tasolle, jotta akku latautuu parhaalla mahdollisella tavalla ja virta varastoituu käytettäväksi, kun sitä tarvitaan.

Kuinka valitsen järjestelmälleni oikean koon?

Suurimmalle osalle riittää 100–200 W:n järjestelmä matkailuauto, mökki vene.
Voidaan arvioida, että 100 W:n aurinkopaneeli tuottaa keskimäärin noin 400 Wh tavallisena ruotsalaisena kesäpäivänä.

Jotta voit mitoittaa järjestelmän tarkemmin tarpeidesi mukaan, sinun tulee selvittää
kuluttavien laitteiden teho sekä päivittäinen kokonaisvirrankulutus.

Laskelmaesimerkki kulutus / vuorokausi

–TV 20”20 W x 2 h =40 Wh

–Valaistusled 5 x 3W x 6h=90Wh

–Matkapuhelimen laturi5 W x 3 h =15 Wh

–Kahvinkeitin 200 W x 0,5 h =100 Wh

–Jääkaappi75 l 18 W x 24 h =432 Wh

–Tuuletin40 W x 2 h =80 Wh

Yhteensä: 757 Wh

Edellä olevan esimerkin perusteella järjestelmään tarvitaan yhteensä 200 W:n aurinkopaneelit.

Jos laskelman mukaan suljemme pois jääkaapin, joka on tässä yhteydessä suurin kuluttaja, pärjäämme hyvin asentamalla 100 W:n paneelin.

Huomaa, että yllä oleva esimerkki perustuu oletukseen, että sähkönkulutus jakautuu melko tasaisesti viikon jokaiselle päivälle. Kuulutko niihin, jotka käyttävät matkailuvaunua tai venettä vain muutaman päivän viikossa? Siinä tapauksessa kannattaa asentaa hieman pienempi aurinkosähköjärjestelmä hieman suurempi akku voit ”varastoida” viikon muina päivinä tuotetun sähkön, jolloin et kuluta sähköä.

Vinkki:

Kun olet jo tarkistamassa matkailuauto, vene mökki laitteita, mieti, olisiko nyt hyvä hetki vaihtaa jokin laite tai lamppu energiatehokkaampaan malliin?

Esimerkki valaistuksesta:

LED-lamppu 5x 3W x 6h=90Wh

Tavallinen hehkulamppu 5x 30W x 6h=900Wh!!!

Hehkulamppujen vaihtaminen LED-lamppuihin on nykyään suhteellisen edullista ja erittäin hyvä sijoitus, jos et ole vielä tehnyt sitä.

Minkä tyyppinen aurinkopaneeli kannattaa valita? 

Nykyään on olemassa lukuisia erilaisia aurinkopaneelien valmistajia, joiden tuotteiden teho, hinta ja laatu vaihtelevat. Aurinkopaneelit jaetaan pääasiassa monokiteisiin, polykiteisiin ja ohutkalvopaneeleihin niiden valmistustavan mukaan. 

Monokiteinen

Nämä aurinkopaneelit ovat markkinoiden tehokkaimpia. Ne ovat väriltään mustia ja koostuvat yksinkertaisista piikiteistä, joiden valmistus on hieman kalliimpaa kuin monikiteisten kennojen. Niiden hyötysuhde on kuitenkin korkeampi ja yleensä 16–18 %. Jotkut merkit voivat saavuttaa jopa 19 %:n hyötysuhteen. Monokiteiset solut toimivat myös hieman paremmin kuin polykiteiset solut pilvisellä säällä ja heikommissa valo-olosuhteissa.

Polykiteinen

Nämä aurinkopaneelit tunnistaa niiden sinertävästä väristä, ja ne koostuvat yhdistetyistä piikiteistä. Tämän tyyppisten paneelien hyötysuhde on noin 13–15 %.

 Amorfiset ohutkalvopaneelit

Kolmas tyyppi aurinkopaneeleja on amorfisia ohutkalvopaneeleja, jotka ovat taipuisia ja joiden etuna on, että ne voidaan asentaa suoraan alustaan, jos se on tarpeen. Haittapuolena on kuitenkin niiden vaatimattoman 6–8 prosentin hyötysuhde, minkä vuoksi sama teho saavuttamiseksi tarvitaan huomattavasti suurempi pinta-ala kuin polykiteisillä tai monokiteisillä paneeleilla.

Puolijoustavat paneelit

Neljäs aurinkopaneelityyppi on suhteellisen uusi paneelityyppi, jota kutsutaan puolijoustavaksi ohutkalvopaneeliksi, jossa on monokiteisiä piikennostoja. Sunluxin puolijoustavat paneelit käyttävät Sunpower-kennoja, joiden hyötysuhde on uskomattomat 21,5 %, minkä ansiosta moduuli on sekä pinta-alaltaan pieni että painoltaan kevyt. Erittäin tehokkaat myös pilvisellä säällä. Paneeli voidaan lisäksi taivuttaa jopa noin 30 %, jotta se sopii myös kaareville pinnoille asennettavaksi. Paneeli liimataan ulkoreunasta Sikaflex 252 -liimalla suoraan alustaan.

Mikä on lataussäätimen tehtävä ja mikä ero on eri säätimien välillä?

Lataussäädin on järjestelmän välttämätön komponentti, joka varmistaa akkujen hallitun ja tehokkaan lataamisen. 12 V:n järjestelmän aurinkopaneeli tuottaa täydessä auringonvalossa noin 17–18 V:n jännitteen, ja akku vaatii latauksen aikana 13,6–14,4 V:n jännitteen. Jännitteen ero on niin suuri, koska paneelin on myös pilvisellä säällä ja heikommissa valo-olosuhteissa saavutettava riittävän korkea jännite akun lataamiseksi.

Sääntelyviranomaisen perustava tehtävä on:

– Säädä aurinkopaneelin jännite oikeaan latausjännitteeseen akkutyypin mukaan.

– Suojaa akku ylikuormitukselta.

– Estää virran takaisinvirtauksen yöllä.

– Suojaa akku syväpurkautumiselta.

Joissakin säätimissä on myös useita lisätoimintoja, joiden avulla voit ohjelmoida esimerkiksi ajastetun valaistuksen esimerkiksi valaistusasennuksiin. Useimpiin säätimiin voi myös liittää näyttöjä, jotka näyttävät nykyisen lataustilan, akun tilan ja järjestelmän sähkön tuotannon historian. Monissa malleissa on myös lämpötilakompensoitu lataustoiminto, mikä tarkoittaa, että latausjännite säädetään akun lämpötilan mukaan latauksen optimoimiseksi entisestään.

Kaksi päätyyppiä lataussäätimet: PWM ja MPPT.

Sekä PWM- että MPPT-säädinten perusominaisuudet ovat samat aurinkosähköjärjestelmän kannalta. Näitä kahta tekniikkaa erottaa toisistaan niiden hyötysuhde, kun ne säätelevät tulojännitteen oikeaan latausjännitteeseen akkua varten.

PWM-säädin (pulse width modulation) on ollut jo vuosien ajan yleisin lataussäädin tyyppi lataussäädin . Tekniikka on yksinkertaista ja luotettavaa, ja näiden säätimien komponentit ovat suhteellisen helppoja ja edullisia valmistaa. PWM-säädin säätelee jännitettä lähettämällä akkuun nopeita latauspulsseja. Säädin mittaa samalla lataustasoa ja säätää pulsseja sen mukaan. Mitä enemmän akun lataustaso nousee, sitä lyhyemmiksi latauspulsseista tulee. Tämän tyyppinen latausohjaus varmistaa, että akut latautuvat täyteen hallitusti ilman ylikuormituksen riskiä. Regulaattori voi myös pitää akut täyteen ladattuina (”ylläpitolataa”) määrittelemättömän ajan. PWM-regulaattori on erittäin luotettava regulaattori.

Uusin ja tehokkaampi lataustekniikka on MPPT, joka tarkoittaa Maximum Power Point Tracking. MPPT-säädin on rakennettu muuntamaan ylijännite (V) lisääntyneeksi latausvirraksi (A) . Juuri tämän ansiosta MPPT-säädin on edullisempi kuin PWM-säädin.

Miten MPPT-säädin toimii ja miksi ne lataavat paremmin kuin PWM-säädin?

Useimmat aurinkosähköjärjestelmä 12 voltin akut. Aurinkopaneelit tuottavat kuitenkin tietyissä valaistusolosuhteissa huomattavasti enemmän jännitettä kuin akkujen lataamiseen tarvitaan. Jännite voi olla noin 17–18 V (paneelista riippuen) voimakkaassa auringonpaisteessa keskipäivällä. Akun jännitteen ei kuitenkaan tulisi olla latauksen aikana yli 14 V. Siksi syntyy häviö, kun paneelin jännite muunnetaan akulle sopivaksi latausjännitteeksi. MPPT-säädin säätää jännite-eron lisäämällä latausvirtaa akkuun.

Tehokkuuden ero vaihtelee noin 10–30 % nykyisten aurinko-olosuhteiden mukaan. Koska MPPT-säädin voi muuntaa korkeamman jännitteen suuremmaksi virraksi, sarjaan kytketyt paneelit voivat myös tuottaa suuremman tulojännitteen säätimeen, mikä vähentää kaapeleiden tehohäviötä. MPPT-säädin koostuu useista edistyneemmistä komponenteista kuin PWM-säädin, minkä vuoksi se on hieman kalliimpi, mutta sen etuna on 10–30 % suurempi latausteho verrattuna PWM-säädin.

Duo-säätimet

Markkinoilla on saatavilla myös niin sanottuja duo-säätimiä. Säädin on pohjimmiltaan PWM- tai MPPT-säädin, jossa on sisäänrakennettu rele, joka jakaa latausvirran kahdelle akut. Näitä säätimiä käytetään silloin, kun on kaksi erillistä akut on ladattava samasta säätimestä. Tämä on erinomainen ratkaisu, jos käytössä on kaksi akut ja iältään erilaista akut . Se on myös hyvä ratkaisu, jos käytössä on käynnistysakku ja asuintilan akku, joiden lataamiselle halutaan asettaa eri prioriteetit. Regulaattori voidaan esimerkiksi asettaa antamaan 30 % latausvirrasta akku ja 70 % latausvirrasta akku 2. Regulaattori voidaan myös asettaa lataamaan ensin akku täyteen ja aloittamaan sen jälkeen akku lataamisen.

Jos käytössä on jo tavallinen PWM- tai MPPT-tyyppinen säädin, duo-säätimen sijaan voidaan kytkeä myös erillinen jakorele, joka jakaa latausvirran kahteen eri akut erilliset kuluttajat.

Tarvitsenko erillisen näytön lataussäätimelle ja mikä on sen tehtävä?

Etänäyttö on valinnainen lisävaruste, joka on saatavana useimpiin Sunlux-valikoiman lataussäätimiin. Kun etänäyttö on kytketty lataussäätimeen, voit lukea järjestelmän yksityiskohtaisia käyttötiedot. Se antaa sinulle vastauksia siihen, kuinka tehokkaasti aurinkopaneeli lataa, mikä jännite akussa on jne. Voit myös lukea tuotantohistoriaa, eli kuinka paljon energiaa järjestelmä on ladannut päivän, viikon tai viimeisen kuukauden aikana. Etänäyttö sijoitetaan yleensä hyvin näkyvään paikkaan, jossa se on helppo lukea. Se antaa sinulle täyden hallinnan järjestelmästä ja näet heti, että kaikki toimii oikein.

Mitä lämpötila-anturi tekee ja miksi tarvitsen sellaisen säätimeen?

Monet nykyisistä lataussäätimet lämpötilakompensoituja. Tämä tarkoittaa, että lataussäädin säätää latausjännitettä akun lämpötilan mukaan, jotta lataus olisi mahdollisimman tehokasta. Kylmä akku hieman korkeamman jännitteen kuin lämpimämpi akku. Kun lämpötila-anturi on kytketty, jännitettä nostetaan hieman, jotta akku latautuu täyteen myös kylmässä. Jos lämpötila-anturia ei kytketä, latausjännite säädetään 25 asteen lämpötilan mukaan.  Siksi lataussäädin voidaan asentaa myös lataussäädin anturia. Sen sijaan lataus on tehokkaampaa kylmissä lämpötiloissa, kun anturi on kytketty. Anturi kytketään helposti säätimen liitäntään ja anturiprobe sijoitetaan akun viereen.

Kuinka suuria akkuja tarvitsen, jotta järjestelmä toimii hyvin?

Lyijyakkujen, eli vapaa-ajan akkujen, geeli- ja AGM-akkujen osalta akku voidaan purkaa noin 50 %:iin, jotta purkautuminen tapahtuu hellävaraisesti ja akun käyttöikä pitenee. 12 V:n 90 A:n akku siten tuottaa noin 45 A:n virran. Toisin sanoen akkuun voidaan varastoida 540 Wh = 0,54 kWh virtaa. Jos akku tyhjennetään enemmän kuin tämä, akun käyttöikä lyhenee huomattavasti. Siksi on tärkeää sovittaa akun tai akustojen kapasiteetti käytettävissä olevaan virtalähteeseen.

100 W:n aurinkopaneeli tuottaa keskimäärin noin 400 Wh ruotsalaisena kesäpäivänä. Edellä olevan esimerkin mukaan 90 A:n akku täyteen hieman yli vuorokaudessa.

Tämä jättää siis hieman vähän liikkumavaraa, jos haluat varastoida sähköä huonompien sääolosuhteiden varalle, jolloin paneeli tuottaa vähemmän virtaa, mutta toisaalta et halua, että akku on jo täyteen ladattu keskipäivällä.  Asennettaessa 100–120 W:n aurinkopaneelia tulisi siksi käyttää noin 150–180 Ah akusto . Kaksi rinnakkain kytkettyä 75–90 Ah:n akut riittää akut useimmille. Rinnakkaiskytkennässä suositellaan kahta identtistä akut samaa tyyppiä, kokoa ja ikää.

Jos akut ovat erikokoisia/tyyppisiä/ikäisiä, tämäkin onnistuu käyttämällä ns. duo-säädintä tai erotusreleä.

Mikä kaapelipinta-ala tarvitaan aurinkopaneelin ja lataussäätimen välillä?   

Jotta järjestelmä toimisi hyvin ilman tarpeettomia virranhävityksiä ja jännitteen laskua, on tärkeää, että käytettävä kaapeli on riittävän paksu. Kaapelin paksuuden valintaan vaikuttavat kaapelin pituus ja paneelin tuottama ampeeri.

Alla olevasta taulukosta löydät pienimmän suositellun pinta-alan, jota sinun tulisi käyttää tehon, järjestelmän jännitteen ja kaapelien pituuden perusteella.

12 voltin järjestelmä:

24 voltin järjestelmä:

Mitä tarvitaan täydelliseen asennukseen?

Toimivan verkosta riippumattoman järjestelmän vaatimukset riippuvat siitä, mihin järjestelmä asennetaan ja mitkä olosuhteet asennukselle ovat jo olemassa.akusto paikalla on jo olemassa sähköjärjestelmä ja siihen liittyväakusto tarvitaan seuraavat:

– Aurinkopaneeli

– Asennusteline aurinkopaneelille ja sopiva ruuvi/kiinnityslima

– lataussäädin 

– Mahdollinen etänäyttö käyttötietojen lukemista varten (valinnainen lisävaruste)

– Lämpötila-anturi (valinnainen lisävaruste – tehostaa latausta)

– kaapeli akkulataussäädinakku kaapeli

– sulake lataussäädin akku välisessä plus sulake

Etkö löydä etsimääsi tietoa?

Ota yhteyttä, niin autamme sinua saamaan vastauksia kysymyksiisi.

Löydät yhteydenottolomakkeemme klikkaamalla tästä!