GSIKE-gids voor het dimensioneren van een autonome installatie van 4 kW 24 V

Begin met een lijst van de apparaten die je van stroom wilt voorzien en hun dagelijkse verbruik in Wh. Dat is het uitgangspunt voor de hele berekening.

Wees grondig bij het opstellen van de lijst. Vergeet apparaten in de stand-bystand niet: de router, opladers, de tv op stand-by. Het lijkt misschien onbelangrijk, maar samen verbruiken ze 50 tot 100 Wh per dag. Als je ze niet meerekent, is het systeem te klein en raakt de accu eerder leeg dan verwacht.

Denk vervolgens aan de seizoenen. In de zomer is er meer zon en leveren de panelen meer op, maar gebruik je ook meer apparaten (ventilator, koelkast die harder draait). In de winter is er minder zon, maar verbruik je zonder klimaatregeling minder. Dimensioneer het systeem voor een gemiddelde dag, niet voor de beste of slechtste dag.

Bij het plaatsen van de panelen zijn de hellingshoek en de oriëntatie belangrijk. Een dak op het zuiden met de juiste hellingshoek levert het meest op. Als de panelen op de grond staan of gedeeltelijk in de schaduw liggen, heb je meer oppervlak nodig om dezelfde opbrengst te halen.

Vergeet de bescherming niet. Het zonnepaneelveld kan in de volle zon een hoge spanning opwekken. Daarom heb je DC-zekeringen en overspanningsbeveiliging nodig, zo dicht mogelijk bij de panelen en de accu.

Houd bij het kiezen van de kabeldoorsnede rekening met toekomstige uitbreidingen. Als je vandaag 25 mm² aanlegt en over een jaar meer panelen wilt toevoegen, moet je misschien de hele kabel opnieuw aanleggen. Daarom raden we een maat aan die groter is dan het huidige minimum.

En als je in een gebied met onweer woont, plaats dan ook overspanningsbeveiliging aan de AC-uitgang en controleer de aarding, die essentieel is voor de veiligheid van het systeem.

Voordat je ergens aan begint, is het goed om de grootheden nog eens op een rij te zetten. Een paneel van 400 W levert ongeveer 40 V onbelast en ongeveer 10 A onder standaardomstandigheden. Als je er drie in serie schakelt, telt de spanning op (120 V) en blijft de stroomsterkte gelijk; als je er drie parallel schakelt, verdrievoudigt de stroomsterkte en blijft de spanning gelijk. De MPPT van de GSIKE werkt tussen 60 en 500 V DC, dus series van 2 tot 12 panelen van 400 W vallen ruim binnen het bereik.

De meest gemaakte fout is de paneelspanning verwarren met de accuspanning. Panelen leveren tientallen tot honderden volt DC; de accu is 24 V. De MPPT-laadregelaar overbrugt dat verschil: hij haalt energie uit het paneel bij de optimale spanning en levert die aan de accu bij 28,8 V. Daarom kun je panelen met een hoge spanning zonder risico voor de accubank in serie schakelen.

Een andere veelgemaakte fout is de accu dimensioneren op energie (Wh) en de stroomsterkte (A) vergeten. Bij 4200 W en 24 V vraagt de GSIKE continu ongeveer 175–200 A van de accubank. Als je accu van 100 Ah slechts een continue ontlaadstroom van 50 A aankan, treedt de beveiliging in werking en schakelt de omvormer uit. Je hebt een LiFePO4-accu van 24 V nodig die deze stroomsterkte aankan, niet alleen een accu met het gewenste aantal Wh.

Over de zekeringen: plaats op de positieve pool van de accu, zo dicht mogelijk bij de aansluiting, een DC-zekering die is berekend op 1,25 tot 1,5 keer de maximale stroomsterkte van het betreffende deel. In een systeem van 200 A komt dat neer op een zekering van ongeveer 250 A. Aan de kant van de panelen beschermt de stringzekering elke reeks. Het zijn goedkope onderdelen die brand voorkomen als een kabel beschadigd raakt.

Ook de AC-scheidingsschakelaar en de aardlekschakelaar mogen niet ontbreken. De uitgang van 230 V van de omvormer moet via een installatieautomaat lopen die bij overbelasting uitschakelt en via een aardlekschakelaar die mensen beschermt. Een installateur plaatst deze onderdelen vanzelfsprekend, maar als je het zelf installeert, bezuinig er dan niet op.

Laten we zelfverbruik eens bekijken. Het aantal equivalente zonuren per dag bepaalt hoeveel vermogen je zonnepaneelveld opwekt. In het binnenland van Spanje kun je rekenen op 4–5 piekuren in de zomer en 2–3 in de winter. Een zonnepaneelveld van 3000 Wp produceert met 4 piekuren en een totaalrendement van 80% in de zomer ongeveer 9,6 kWh per dag. Dat is het cijfer waarmee je je verbruik moet vergelijken.

Hanteer voor de accu de 80%-regel. LiFePO4-accu's kunnen gewoonlijk tot 80 % van hun bruikbare capaciteit worden ontladen zonder te slijten. Een accu van 100 Ah bij 25,6 V slaat 2560 Wh op; daarvan is ongeveer 2048 Wh bruikbaar. Dat is wat je 's nachts zonder zorgen kunt verbruiken. Dimensioneer je voor één dag autonomie, verdubbel of verdrievoudig dat cijfer.

Een opmerking over de oriëntatie: op het noordelijk halfrond richten de panelen zich naar het zuiden, met een hellingshoek die dicht bij de breedtegraad van de locatie ligt. In Spanje is een hellingshoek tussen 30 en 45 graden een goede keuze. Leg je ze plat of richt je ze naar het oosten, dan daalt de opbrengst en heb je meer oppervlak nodig om hetzelfde resultaat te behalen.

En als je gedeeltelijke schaduw hebt van bomen of schoorstenen, trekt een beschaduwd paneel de hele reeks omlaag. Verdeel het veld in dat geval liever in korte reeksen of investeer in optimizers per paneel. Voor een kleine installatie volstaat het soms om de panelen te verplaatsen, zodat de zon er tijdens de centrale uren volop op schijnt.

Hoeveel zonnepanelen heb ik nodig

Dagelijks verbruik Aanbevolen paneelvermogen Aantal panelen van 400 W Verwachte opbrengst 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

Bij de GSIKE 4200 W is het maximale zonnepaneelvermogen ongeveer 6200 W. Dat betekent dat je tot 15–16 panelen van 400 W kunt aansluiten, al is het in de praktijk verstandig om met een bescheidener zonnepaneelveld te beginnen.

Welke accu heb ik nodig

De grootte van de accu hangt af van hoeveel energie je 's nachts nodig hebt. Als vuistregel geldt dat de bruikbare capaciteit twee tot drie keer het dagelijkse verbruik moet bedragen.

Dagelijks verbruik Aanbevolen capaciteit Voorbeeld bij 24 V Type 200 Wh 400–600 Wh 24 V / 20–25 Ah lithium 500 Wh 1000–1500 Wh 24 V / 40–60 Ah lithium 1000 Wh 2000–3000 Wh 24 V / 80–120 Ah lithium

Kabeldoorsnede

Afstand accu-omvormer Aanbevolen doorsnede Maximaal verlies tot 2 m 25 mm² <1 % 2–4 m 35 mm² <2 % 4–6 m 50 mm² <2 %

Praktijkvoorbeeld — een tuinhuisje dimensioneren

Stel je een tuinhuisje voor met een dagelijks verbruik van 220 Wh. Onze aanbeveling:

Dit is een conservatief voorbeeld: het levert ruimschoots genoeg voor verlichting, een koelkast, opladers en een klein apparaat, en laat ruimte om volgend jaar een vijfde paneel toe te voegen. Gebruik je het tuinhuisje alleen in het weekend, dan kun je zelfs zonder accu en op volle zon werken; gebruik je het dagelijks, dan geeft de accu van 50 Ah je één nacht autonomie.

Voor een grotere woning, met een dagelijks verbruik van 1000 Wh, gaat de aanbeveling omhoog: 6–9 panelen van 400 W (2500–3500 Wp) en een accu van 80–120 Ah bij 24 V. Dan is het verstandig om kabels van 35–50 mm² te gebruiken en twee afzonderlijke AC-circuits te overwegen; dat is precies wat de GSIKE standaard biedt.

En als je een loods of werkplaats hebt met een dagelijks verbruik van 2000 Wh, loopt het zonnepaneelveld op tot 4000–5000 Wp en de accu tot 200 Ah of meer. Dat valt nog binnen het maximale vermogen van 6200 W van de GSIKE, maar dit is al een project waarbij het de moeite waard is om vóór aankoop een installateur toezicht te laten houden.

Laten we een heel typisch geval met cijfers bekijken: een buitenhuisje met ledverlichting (20 Wh/dag), een kleine koelkast (150 Wh/dag), een router (50 Wh/dag), opladers voor mobiele telefoon en laptop (80 Wh/dag) en een drukpomp die 10 minuten per dag werkt (30 Wh/dag). Totaal: ongeveer 330 Wh per dag. Met 4 piekzonuren produceert een zonnepaneelveld van 1200 Wp ongeveer 3,8 kWh per dag, ruim voldoende; een accu van 50–60 Ah bij 24 V voorziet in de stroom voor de nacht.

Bij de DC-bekabeling tussen accu en omvormer gaat de meeste energie verloren als je een fout maakt. Bij 24 V is de stroom hoog: 4200 W gedeeld door 24 V is ongeveer 175 A. Als je een te dunne kabel gebruikt, wordt die warm en verlies je spanning, waardoor de omvormer een alarm voor lage spanning geeft. Daarom loopt de tabel voor kabeldiktes op van 25 mm² (kort) tot 50 mm² (lang). Bezuinig hier niet op: koper is goedkoop vergeleken met een stilstand.

De bekabeling van de panelen werkt daarentegen met hoge spanning en lage stroom, dus 4 mm²-zonnepaneelkabel volstaat voor series van een behoorlijke lengte. De kabeldikte is daarbij niet zo kritisch; het is vooral belangrijk om geschikte MC4-zonnepaneelkabel voor buiten te gebruiken en geen gewone installatiekabel aan elkaar te verbinden.

En de accu-zekering, nogmaals: die hoort op de pluspool, op minder dan 20 cm van de accupool, en moet geschikt zijn voor 1,25–1,5 keer de maximale stroom. Als een kabel contact maakt met de carrosserie of het frame van het voertuig, springt de zekering door en voorkomt die kortsluiting. Dit is het goedkoopste en belangrijkste onderdeel van de hele installatie.

Laten we nu naar de winter kijken. Op het Iberisch Schiereiland zakken de piekzonuren in december tot 2–3. Een zonnepaneelveld dat in de zomer 10 kWh per dag produceert, levert in de winter 4–5 kWh. Dimensioneer het zonnepaneelveld daarom op basis van het slechtste kwartaal, niet het beste. Als je dimensioneert voor juli, kom je in februari tekort; als je dimensioneert voor november, heb je in juli een overschot dat je kunt gebruiken om meer op te laden.

En de autonomie: hoeveel nachten wil je zonder zon kunnen overbruggen? Als je op één nacht mikt, volstaat een accu van 100 Ah; als je rekent op drie aaneengesloten bewolkte dagen, heb je 200–300 Ah nodig. Voor een weekendhuisje volstaat één nacht meestal; in een permanente woning kun je het dagelijkse verbruik verdrievoudigen om gerust te zijn.

Tot slot een tip van een installateur: begin met een plattegrond. Teken waar de panelen, de omvormer en de batterij komen en waar de kabels lopen. Met een plattegrond voorkom je dat je later kabels moet trekken op plekken waar je ze niet wilde hebben, en dat de afstand tussen batterij en omvormer 6 m is terwijl je 2 m had gepland. Twee keer meten, één keer snijden.

Laten we een tweede voorbeeld bekijken, dit keer voor een tuinwerkplaats met een iets hoger verbruik. Stel dat de werkplaats een tl-lamp gebruikt (40 Wh), een kleine lasmachine die dagelijks 20 minuten werkt (200 Wh), een compressor die af en toe aanslaat (150 Wh) en gereedschapsladers (100 Wh). Totaal: ongeveer 490 Wh per dag. Hier raden we een paneelveld van 2000–2500 Wp (5–6 panelen van 400 W) en een batterij van 60–80 Ah bij 24 V aan. De GSIKE stuurt de twee AC-uitgangen moeiteloos aan.

Een fout die we vaak zien, is de batterij dimensioneren op het piekvermogen in plaats van op de energie. Het piekvermogen wordt geleverd door de omvormer en de accubank op het moment van opstarten; de energie bepaalt hoelang je de nacht doorkomt. Je hebt beide nodig: een accubank die de stroom van 175 A aankan én genoeg Ah voor de gewenste autonomie. Een batterij van 100 Ah die maar 50 A ontlaadstroom aankan, is niet geschikt voor een omvormer van 4200 W.

Een ander detail dat vaak over het hoofd wordt gezien, is het spanningsverlies in de bekabeling van de panelen. Ook bij hoge spanning verliest een lange, dunne kabel wat spanning. Gebruik voor lange series 4 mm² solarkabel en ga niet verder dan 15–20 m per string zonder de kabeldoorsnede te verantwoorden. Is de installatie erg groot, meet dan het spanningsverlies en pas de kabeldoorsnede aan.

En de DC-schakelaar. Tussen de panelen en de omvormer is een DC-scheider handig, zodat je het paneelveld kunt uitschakelen zonder het dak op te klimmen om de panelen af te dekken. Het is een goedkoop onderdeel dat onderhoud een stuk veiliger maakt. Aan de AC-zijde maken een installatieautomaat en een aardlekschakelaar de beveiliging compleet.

Tot slot de vraag die we het vaakst krijgen: wat als ik meer paneelvermogen installeer dan nodig? De GSIKE kan maximaal ongeveer 6200 W aan. Als je 7000 W installeert, kan de MPPT simpelweg niet meer opvangen dan hij aankan; hij gaat niet kapot, maar je betaalt voor panelen waarvan je niet profiteert. Daarom raden we aan binnen de limiet te blijven.

Nog één praktische berekening. Stel dat je uitgaat van een verbruik van 500 Wh per dag. Met 4 piekzonuren en een rendement van 80% heb je een paneelveld van 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp nodig... Dat lijkt weinig, maar bedenk dat deze berekening uitgaat van een zonnige dag. Als je op de winter dimensioneert, met 2,5 piekzonuren, vraagt hetzelfde verbruik om 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. En als je een marge wilt, verdubbel je dat. Daarom komt een klein tuinhuis uit op 1500–2000 Wp, niet op 300 Wp.

Nog een laatste advies over de accu: koop geen capaciteit op basis van wat je denkt te verbruiken, maar van wat je meet. Kun je dat, stel het systeem dan eerst in gebruik zonder accu met de GSIKE, houd de app twee weken in de gaten en bestel de accu op basis van die werkelijke cijfers. Dat is veel beter dan op goed geluk bestellen en vervolgens te weinig of te veel capaciteit hebben.

En als je op enig moment twijfelt aan je berekeningen, vraag dan om een controle. Een gekwalificeerde installateur rekent weinig voor een blik op je schema en je kabeldoorsneden. Die controle van een uur voorkomt een dimensioneringsfout die honderden euro's kan kosten. Elektriciteit van 24 V en 500 V DC laat geen ruimte voor nattevingerwerk.

Tot slot een aanbeveling voor de volgorde van bestellen. Ten eerste de GSIKE 4200 W-omvormer. Ten tweede 3–6 panelen van 400 W, afhankelijk van je dagelijkse verbruik. Ten derde de communicatieve 24 V LiFePO4-accu, met de capaciteit die je hebt berekend. Ten vierde zekeringen, scheiders en kabels. Met deze volgorde koop je niet te veel en niet te weinig. En als je onderweg van gedachten verandert, heb je ruimte om bij te sturen. Zo dimensioneer je een autonome installatie van 4 kW 24 V rustig en zonder fouten.

En vergeet niet: deze gids is een uitgangspunt, geen vast recept. Elk dak, elk verbruik en elk budget is anders. Kom je bij het rekenen op een tussenwaarde uit, rond dan naar boven af voor de panelen en de accu: een beetje overcapaciteit is beter dan te weinig. Met de GSIKE ertussen geeft het maximum van 6200 W aan panelen je veel ruimte om uit te breiden zonder de omvormer te vervangen.

Zodra je de cijfers hebt, kun je het gegevensblad van de GSIKE 4200 W gebruiken om te controleren of de accubank van 24 V en het berekende aantal panelen binnen de limieten van het apparaat vallen. En als je tijdens de montage vragen hebt, helpt onze Nederlandstalige support je graag.

Uiteindelijk komt het dimensioneren van een installatie neer op drie berekeningen: het dagelijkse verbruik, het aantal piekzonuren en het rendement van het geheel. Met die drie gegevens en de tabel in dit artikel heb je alles wat je nodig hebt om de GSIKE 4200 W en bijpassende componenten te bestellen zonder te veel of te weinig in te kopen.

Als je de exacte parameters van de omvormer wilt bekijken voordat je de bestelling afrondt, vind je in het volledige gegevensblad van de GSIKE 4,2 kW alle elektrische limieten, beveiligingen en accu-aanbevelingen voor de dimensionering.

Eindoordeel

Eindoordeel: Voor een autonome installatie met de GSIKE 4200 W 24 V raden we aan te beginnen met 4–8 panelen van 400 W en een accu van 24 V / 50–100 Ah. Je kunt zonder accu beginnen en de accubank aanvullen wanneer je die nodig hebt.

Eindoordeel

Veelgestelde vragen

Bronnen en referentiegegevens

1. Productfiche GSIKE G4200EU24V 4,2 kW 24 V (189,99 EUR, gratis verzending in Spanje) — https://gesike.com/es-es/products/gsike-4-2kw-24v-inversor-hibrido-mppt-120a-wifi-off-grid-spain
2. EASUN 4 kW 24 V, toonaangevende EU-winkel — https://eu.easunpower.com/
3. MPPT-gids 120 A en bereik van 60–500 VDC — technische referentie — https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. LiFePO4-accu 24 V en DC-bus — bedradingsreferentie — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Gidsen en vergelijkingen