GSIKE-guide til dimensionering af et off-grid-anlæg på 4 kW 24 V

Start med at liste de apparater, du vil forsyne med strøm, og deres daglige forbrug i Wh. Det er udgangspunktet for hele beregningen.

Vær grundig, når du laver listen. Glem ikke apparater på standby: routeren, opladerne, tv'et på standby. Det virker måske ubetydeligt, men det løber op i mellem 50 og 100 Wh om dagen, og hvis du udelader det, bliver systemet underdimensioneret, og batteriet løber tør hurtigere end forventet.

Tænk derefter på årstiderne. Om sommeren er der mere sol, og panelerne yder mere, men du bruger også flere apparater (ventilator, køleskab, der arbejder hårdere). Om vinteren er der mindre sol, men du bruger mindre strøm uden klimaanlæg. Dimensionér til en gennemsnitlig dag, ikke den bedste eller værste.

Når du placerer panelerne, er hældning og orientering vigtige. Et sydvendt tag med den rette hældning giver det maksimale udbytte; hvis panelerne står på jorden eller er delvist skyggefulde, har du brug for mere overfladeareal for at nå samme produktion.

Glem ikke beskyttelsen. Solcellefeltet kan generere høj spænding i direkte sollys, så du skal bruge sikringer og overspændingsbeskyttelse på DC-siden, så tæt som muligt på panelerne og batteriet.

Når du vælger kabeltværsnit, skal du sørge for at have lidt ekstra kapacitet. Hvis du i dag bruger 25 mm² og vil tilføje flere paneler om et år, er du måske nødt til at lægge kablerne om. Derfor anbefaler vi en størrelse over det nuværende minimum.

Og hvis du bor i et område med tordenvejr, skal du også montere overspændingsbeskyttelse på AC-udgangen og kontrollere jordforbindelsen, som er afgørende for systemets sikkerhed.

Før du rører ved noget, er det en god idé at huske de grundlæggende størrelser. Et panel på 400 W giver omkring 40 V i tomgang og omkring 10 A under standardforhold. Hvis du sætter tre i serie, lægges spændingerne sammen (120 V), mens strømstyrken forbliver den samme; hvis du sætter tre parallelt, tredobles strømstyrken, mens spændingen forbliver den samme. GSIKE's MPPT fungerer mellem 60 og 500 V DC, så strenge med 2 til 12 paneler på 400 W passer uden problemer.

Den mest almindelige fejl er at forveksle panelspænding med batterispænding. Panelerne genererer fra nogle få snese til flere hundrede volt DC; batteriet er på 24 V. MPPT-regulatoren håndterer denne forskel: Den udtrækker energien fra panelet ved den optimale spænding og leverer den til batteriet ved 28,8 V. Derfor kan du sætte højspændingspaneler i serie uden risiko for batteribanken.

En anden hyppig fejl er at dimensionere batteriet efter energi (Wh) og glemme strømstyrken (A). GSIKE ved 4200 W og 24 V kræver omkring 175–200 A kontinuerligt fra batteribanken. Hvis dit batteri på 100 Ah kun kan levere 50 A kontinuerligt, aktiveres beskyttelsen, og inverteren stopper. Du skal bruge et LiFePO4-batteri på 24 V, der kan klare den strømstyrke, ikke kun har det antal Wh, du ønsker.

Om sikringer: På batteriets pluspol skal du så tæt på terminalen som muligt montere en DC-sikring, der er dimensioneret til mellem 1,25 og 1,5 gange den maksimale strøm i strækningen. I et system på 200 A svarer det til en sikring på omkring 250 A. På panelsiden beskytter strengsikringen hver streng. Det er billige dele, der forhindrer brand, hvis et kabels isolering slides igennem.

AC-afbryderen og fejlstrømsafbryderen må heller ikke mangle. Inverterens 230 V-udgang skal føres gennem en automatsikring, der afbryder ved overbelastning, og en fejlstrømsafbryder, der beskytter personer. Det er komponenter, en installatør sætter ind som en selvfølge, men hvis du selv monterer anlægget, skal du ikke spare dem væk.

Lad os tænke på egetforbrug. Det er antallet af ækvivalente solskinstimer om dagen, der ganges med effekten af dit solcelleanlæg. I det indre Spanien kan du regne med 4–5 spidstimer om sommeren og 2–3 om vinteren. Et anlæg på 3000 Wp med 4 spidstimer og en samlet virkningsgrad på 80 % producerer omkring 9,6 kWh om dagen om sommeren. Det er det tal, du skal sammenligne dit forbrug med.

Følg også 80 %-reglen for batteriet. LiFePO4-batterier kan normalt aflades til 80 % af deres brugbare kapacitet uden at blive slidt. Et batteri på 100 Ah ved 25,6 V lagrer 2560 Wh, hvoraf cirka 2048 Wh er brugbare. Det er, hvad du kan bruge om natten uden bekymringer. Hvis du dimensionerer efter en dags autonomi, skal du fordoble eller tredoble tallet.

En bemærkning om orienteringen: På den nordlige halvkugle vender panelerne mod syd med en hældning tæt på stedets breddegrad. I Spanien er en hældning på mellem 30 og 45 grader et godt valg. Hvis du placerer dem fladt eller vender dem mod øst, falder produktionen, og du skal bruge et større areal for at opnå samme produktion.

Hvis du har delvis skygge fra træer eller skorstene, påvirker et skyggefuldt panel hele serien. I så fald er det bedst at opdele anlægget i korte serier eller investere i optimeringsenheder til hvert panel. Til en lille installation er det nogle gange nok at flytte panelerne, så solen rammer dem direkte midt på dagen.

Hvor mange solpaneler har jeg brug for

Dagligt forbrug Anbefalet effekt fra solpaneler Antal paneler på 400 W Forventet produktion 200 Wh 800–1200 W 2–3 2,4–3,6 kWh/dag 500 Wh 1500–2000 W 4–5 4,5–6 kWh/dag 1000 Wh 2500–3500 W 6–9 7,5–10,5 kWh/dag 2000 Wh 4000–5000 W 10–12 12–15 kWh/dag

For GSIKE 4200 W er den maksimale solcelleeffekt cirka 6200 W. Det betyder, at du kan nå op på 15–16 paneler på 400 W, selvom det i praksis er bedst at starte med et mindre anlæg.

Hvilket batteri har jeg brug for

Batteriets størrelse afhænger af, hvor meget energi du vil have om natten. Som tommelfingerregel bør den brugbare kapacitet være to til tre gange det daglige forbrug.

Dagligt forbrug Anbefalet kapacitet Eksempel ved 24 V Type 200 Wh 400–600 Wh 24 V / 20–25 Ah litium 500 Wh 1000–1500 Wh 24 V / 40–60 Ah litium 1000 Wh 2000–3000 Wh 24 V / 80–120 Ah litium

Kabeltværsnit

Afstand mellem batteri og inverter Anbefalet kabeltværsnit Maksimale tab op til 2 m 25 mm² <1 % 2–4 m 35 mm² <2 % 4–6 m 50 mm² <2 %

Praktisk eksempel — dimensionering af et skur

Forestil dig et skur med et dagligt forbrug på 220 Wh. Vores anbefaling:

Det er et konservativt eksempel: Det producerer rigeligt til lys, køleskab, opladere og et mindre apparat og giver plads til at tilføje et femte panel næste år. Hvis du kun bruger skuret i weekenderne, kan du endda undvære et batteri og nøjes med strøm, når solen skinner; hvis du bruger det dagligt, giver batteriet på 50 Ah dig strøm til en nat.

Til en større bolig med et dagligt forbrug på 1000 Wh skal du gå et trin op: 6–9 paneler på 400 W (2500–3500 Wp) og et batteri på 80–120 Ah ved 24 V. Her er det en god idé at bruge kabler på 35–50 mm² og overveje to separate vekselstrømskredsløb, hvilket netop er standard på GSIKE.

Hvis du har en lagerbygning eller et værksted med et dagligt forbrug på 2000 Wh, skal solcelleanlægget op på 4000–5000 Wp og batteriet på 200 Ah eller mere. Det ligger stadig inden for GSIKE's grænse på 6200 W, men det er et projekt, som det kan betale sig at få en installatør til at gennemgå, inden du køber.

Lad os sætte tal på et meget typisk eksempel: Et landsted, der bruger LED-lys (20 Wh/dag), et lille køleskab (150 Wh/dag), en router (50 Wh/dag), mobil- og laptopopladere (80 Wh/dag) og en trykpumpe, der kører 10 minutter om dagen (30 Wh/dag). I alt: cirka 330 Wh om dagen. Med 4 soltimer producerer et solcelleanlæg på 1200 Wp cirka 3,8 kWh om dagen, mere end rigeligt; et batteri på 50–60 Ah ved 24 V dækker natten.

Det er i DC-kabelføringen mellem batteriet og inverteren, at du mister mest energi, hvis du vælger forkert. Ved 24 V er strømmen høj: 4200 W ved 24 V svarer til cirka 175 A. Hvis du bruger et kabel, der er for tyndt, bliver det varmt, og spændingen falder, så inverteren udløser en alarm for lav spænding. Derfor går tabellen over kabeltværsnit fra 25 mm² (kort) til 50 mm² (langt). Spar ikke på det her: Kobber er billigt sammenlignet med et driftsstop.

Panelernes kabelføring arbejder derimod med høj spænding og lav strøm, så 4 mm² solcellekabler er tilstrækkelige til seriekoblinger af en vis længde. Her er kabeltværsnittet ikke så kritisk; det vigtigste er at bruge MC4-solcellekabel, der er beregnet til udendørs brug, og ikke at splejse med almindeligt installationskabel.

Og batterisikringen, det gentager vi: Den skal sidde på pluspolen, mindre end 20 cm fra terminalen, og være dimensioneret til 1,25–1,5 gange den maksimale strøm. Hvis et kabel kortslutter mod køretøjets eller eltavlens metalplade, springer sikringen og forhindrer en kortslutning. Det er den billigste og vigtigste komponent i hele installationen.

Lad os nu se på vinteren. På Den Iberiske Halvø falder antallet af soltimer til 2–3 i december. Et solcelleanlæg, der producerer 10 kWh om dagen om sommeren, producerer 4–5 om vinteren. Derfor skal du dimensionere anlægget efter årets dårligste kvartal, ikke det bedste. Hvis du dimensionerer efter juli, kommer du til at mangle strøm i februar; hvis du dimensionerer efter november, får du et overskud af produktion i juli, som du kan bruge til at oplade mere.

Og autonomien: Hvor mange nætter vil du kunne klare dig uden sol? Hvis du dimensionerer til én nat, er et batteri på 100 Ah nok. Hvis du dimensionerer til tre sammenhængende overskyede dage, skal du bruge 200–300 Ah. I et weekendhus er én nat som regel nok; i en helårsbolig skal du gange det daglige forbrug med tre for at være på den sikre side.

Til sidst et råd fra en installatør: Begynd med en plantegning. Tegn, hvor panelerne, inverteren og batteriet skal være, og hvor kablerne skal føres. En plantegning forhindrer, at du bagefter skal trække kabler steder, du ikke havde tænkt dig, og at afstanden mellem batteri og inverter bliver 6 m, når du havde planlagt 2 m. Mål to gange, skær én gang.

Lad os se på et andet eksempel, denne gang med et gartneriværksted med et lidt større forbrug. Antag, at værkstedet bruger en lysstoflampe (40 Wh), en lille svejsemaskine, der bruges 20 minutter om dagen (200 Wh), en kompressor, der starter af og til (150 Wh), og opladere til værktøj (100 Wh). I alt cirka 490 Wh om dagen. Her anbefaler vi et solcelleanlæg på 2000–2500 Wp (5–6 paneler på 400 W) og et batteri på 60–80 Ah ved 24 V. GSIKE klarer nemt begge AC-udgange.

En almindelig fejl er at dimensionere batteriet efter den maksimale effekt i stedet for energien. Inverteren og batteribanken leverer den maksimale effekt i opstartsøjeblikket; energien afgør, hvor længe den holder natten over. Du skal bruge begge dele: en batteribank, der kan klare en strøm på 175 A, og nok Ah til den ønskede driftstid. Et batteri på 100 Ah, der kun tillader en afladningsstrøm på 50 A, duer ikke til en inverter på 4200 W.

Et andet aspekt, man ofte overser, er spændingsfald i panelernes kabler. Selv ved høj spænding mister et langt og tyndt kabel noget spænding. Ved lange seriekoblede rækker skal du bruge 4 mm² solcellekabel og ikke overskride 15–20 m pr. streng uden at begrunde kabeltværsnittet. Hvis installationen er meget stor, måler du spændingsfaldet og justerer.

Og DC-afbryderen. Mellem panelerne og inverteren er det en god idé at montere en DC-skilleafbryder, så du kan afbryde solcelleanlægget uden at skulle kravle op på taget og dække panelerne til. Det er en billig komponent, der gør vedligeholdelsen meget sikrere. På AC-siden fuldender en automatsikring og en fejlstrømsafbryder beskyttelsen.

Til sidst det spørgsmål, vi oftest får: Hvad hvis jeg installerer for mange watt solpaneler? GSIKE kan håndtere op til cirka 6200 W. Hvis du installerer 7000 W, kan MPPT'en ganske enkelt ikke udnytte mere, end den kan håndtere. Den går ikke i stykker, men du betaler for paneler, du ikke får glæde af. Derfor anbefaler vi, at du holder dig inden for grænsen og ikke overskrider den.

En sidste praktiske beregning. Antag, at du dimensionerer efter et forbrug på 500 Wh om dagen. Med 4 soltimer ved spidsbelastning og en virkningsgrad på 80 % skal du bruge et solcelleanlæg på 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp... Det virker ikke af meget, men husk, at beregningen gælder en solskinsdag. Hvis du dimensionerer til vinteren med 2,5 soltimer ved spidsbelastning, kræver det samme forbrug 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. Og hvis du vil have en sikkerhedsmargin, skal du fordoble det. Derfor ender et lille skur med at bruge 1500–2000 Wp, ikke 300 Wp.

Et sidste råd om batteriet: Køb ikke kapacitet ud fra, hvad du tror, du bruger, men ud fra, hvad du måler. Hvis du kan, så installer først systemet i GSIKE's batteriløse tilstand, aflæs appen i to uger, og bestil så batteriet ud fra det faktiske tal. Det er meget bedre end at bestille i blinde og ende med for lidt eller for meget kapacitet.

Hvis du på noget tidspunkt bliver i tvivl om beregningerne, så få dem gennemgået. En kvalificeret installatør tager ikke meget for at se på din plan og dine kabeltværsnit. Den times gennemgang kan spare dig for en dimensioneringsfejl, der kan koste flere hundrede euro. Elektricitet ved 24 V og 500 V DC tilgiver ikke beregninger på øjemål.

Til sidst en anbefaling til rækkefølgen på dine indkøb. Først GSIKE 4200 W-inverteren. Dernæst 3–6 paneler på 400 W, afhængigt af dit daglige forbrug. Tredje punkt er et kommunikerende 24 V LiFePO4-batteri i den størrelse, du har beregnet. Fjerde punkt er sikringer, afbrydere og kabler. Med den rækkefølge køber du hverken for meget eller for lidt, og hvis du ombestemmer dig undervejs, har du plads til at justere. Sådan dimensionerer du en 4 kW 24 V-installation uden nettilslutning i ro og mag og uden fejl.

Husk, at denne vejledning er et udgangspunkt, ikke en fast opskrift. Alle tage, forbrugsmønstre og budgetter er forskellige. Hvis dine beregninger giver et mellemliggende tal, så rund op på antallet af paneler og batterikapaciteten: Det er bedre at have lidt ekstra end at løbe tør. Med GSIKE får du masser af plads til at udvide takket være den maksimale panelkapacitet på 6200 W, uden at skifte inverter.

Når du har tallene, kan databladet for GSIKE 4200 W bruges som reference til at bekræfte, at den beregnede 24 V-batteribank og panelgruppe holder sig inden for udstyrets grænser. Og hvis du får spørgsmål under installationen, hjælper vores spansktalende support dig gerne.

I sidste ende handler dimensionering af en installation blot om tre beregninger: dagligt forbrug, solskinstimer ved maksimal ydelse og anlæggets effektivitet. Med de tre tal og tabellen i denne artikel har du alt, hvad du skal bruge for at bestille GSIKE 4200 W og passende komponenter uden at købe for meget eller løbe tør.

Hvis du vil se inverterens nøjagtige parametre, inden du afgiver ordren, indeholder det komplette datablad for GSIKE 4,2 kW alle de elektriske grænser, beskyttelser og batterianbefalinger, du skal bruge til dimensioneringen.

Endelig vurdering

Endelig konklusion: Til en installation uden nettilslutning med GSIKE 4200 W 24 V anbefaler vi, at du starter med 4–8 paneler på 400 W og et 24 V-batteri på 50–100 Ah. Du kan starte uden batteri og udbygge batteribanken, når du får brug for det.

Endelig vurdering

Ofte stillede spørgsmål

Kilder og referencedata

1. Produktblad for GSIKE G4200EU24V 4,2kW 24V (189,99 EUR, gratis levering i Spanien) — https://gesike.com/es-es/products/gsike-4-2kw-24v-inversor-hibrido-mppt-120a-wifi-off-grid-spain
2. EASUN 4kW 24V, referencebutik i EU — https://eu.easunpower.com/
3. MPPT-guide 120A og interval 60–500 VCC — teknisk reference — https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. LiFePO4-batteri 24V og DC-bus — reference til kabelføring — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Guider og sammenligninger