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

Begin met een lijst van de apparaten die u 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. NVergeet de apparaten in stand-by niet: de internetbox, opladers, de televisie in stand-by. Ze lijken onbeduidend, maar samen verbruiken ze tussen 50 en 100 Wh per dag. Als u ze niet meerekent, is het systeem te krap gedimensioneerd 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 gebruikt u ook meer apparaten (ventilator, koelkast die harder moet werken). In de winter is er minder zon, maar verbruikt u minder zonder airconditioning. Dimensioneer het systeem voor een gemiddelde dag, niet voor de beste of slechtste.

Bij het plaatsen van de panelen zijn de hellingshoek en oriëntatie belangrijk. Een dak op het zuiden met de juiste hellingshoek levert het meeste op; staan ze op de grond of deels in de schaduw, dan hebt u meer oppervlak nodig om dezelfde opbrengst te bereiken.

N’oubliez pas la protection. Le champ solaire peut produire une tension élevée en plein soleil, il vous faut des fusibles et une parafoudre côté DC, le plus près possible des panneaux et de la batterie.

Houd bij het kiezen van de kabeldoorsnede rekening met toekomstige uitbreidingen. Als u vandaag kabels van 25 mm² aanlegt en over een jaar panelen wilt toevoegen, moet u de kabels misschien opnieuw trekken. Daarom raden we een maat groter aan dan nu minimaal nodig is.

En als u in een onweersgevoelige regio woont, plaats dan ook een overspanningsbeveiliging op de AC-uitgang en controleer de aarding, die essentieel is voor de veiligheid van het systeem.

Voordat u iets aanraakt, zetten we de grootheden nog even op een rij. Een paneel van 400 W levert ongeveer 40 V in open circuit en ongeveer 10 A onder standaardomstandigheden. Als u drie panelen in serie schakelt, wordt de spanning opgeteld (120 V) en blijft de stroomsterkte gelijk; als u 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 strings van 2 tot 12 panelen van 400 W passen ruimschoots binnen dit bereik.

L’erreur la plus fréquente, c’est de confondre tension du panneau et tension de la batterie. Les panneaux produisent entre quelques dizaines et plusieurs centaines de volts DC ; la batterie, c'est 24 V. Le régulateur MPPT s'occupe de ce décalage : il tire l'énergie du panneau à la tension optimale et la livre à la batterie à 28,8 V. C'est pourquoi vous pouvez mettre des panneaux à haute tension en série sans danger pour le banc.

Een andere veelgemaakte fout is de accu dimensioneren op basis van energie (Wh) en de stroomsterkte (A) vergeten. De GSIKE van 4200 W heeft bij 24 V een continue stroomsterkte van ongeveer 175–200 A nodig. Als uw accu van 100 Ah slechts een continue ontlaadstroom van 50 A aankan, beschermt hij zichzelf en schakelt de omvormer uit. U hebt een 24V-LiFePO4-accu nodig die deze stroomsterkte aankan, en niet alleen de Wh die u zoekt.

Zekeringzijde: plaats op de positieve pool van de accu, zo dicht mogelijk bij de aansluiting, een DC-zekering die geschikt is voor 1,25 tot 1,5 keer de maximale stroomsterkte van het deelcircuit. Voor een systeem van 200 A komt dat neer op een zekering van ongeveer 250 A. Aan de paneelzijde beschermt de stringzekering elke string. Het zijn goedkope onderdelen die brand voorkomen als een kabel begint te rafelen.

L'De DC-schakelaar en de aardlekschakelaar mogen niet ontbreken. De 230 V-uitgang van de omvormer moet via een installatieautomaat lopen die uitschakelt bij overbelasting, en via een aardlekschakelaar die personen beschermt. Dit zijn onderdelen die een installateur beroepshalve plaatst, maar als je de installatie zelf monteert, bezuinig er dan niet op om geld te besparen.

Denk aan eigen verbruik. Het aantal equivalente zonuren per dag bepaalt hoeveel energie je zonnepaneelveld opwekt. Op het Franse vasteland kun je rekenen op 4–5 piekzonuren in de zomer en 2–3 in de winter. Een zonnepaneelveld van 3000 Wp produceert met 4 piekzonuren en een totaalrendement van 80% in de zomer ongeveer 9,6 kWh per dag. Dat cijfer moet je vergelijken met je verbruik.

Houd bij de accu de 80%-regel aan. 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 kun je 's nachts verbruiken zonder gewetensbezwaren. Als je de capaciteit berekent voor één dag autonomie, verdubbel of verdrievoudig je dat cijfer.

Een opmerking over de oriëntatie: op het noordelijk halfrond richten de panelen zich op het zuiden, met een hellingshoek die ongeveer overeenkomt met de breedtegraad van de locatie. In Frankrijk is een hellingshoek van 30 tot 45 graden een goede keuze. Leg je ze plat of op het oosten, dan daalt de opbrengst en heb je meer oppervlak nodig om dat te compenseren.

En als er gedeeltelijke schaduw is van bomen of schoorstenen, trekt één paneel in de schaduw de hele reeks naar beneden. In dat geval kun je het paneelveld beter in korte reeksen verdelen of optimizers per paneel gebruiken. Bij een kleine installatie volstaat het vaak om de panelen te verplaatsen, zodat de zon er tijdens de centrale uren van de dag vol op schijnt.

Laten we een veelvoorkomend voorbeeld met cijfers bekijken: een schuur op het platteland met ledverlichting (20 Wh/dag), een kleine koelkast (150 Wh/dag), een router (50 Wh/dag), opladers voor mobiele telefoons en een computer (80 Wh/dag) en een drukpomp die 10 minuten per dag werkt (30 Wh/dag). Totaal: ongeveer 330 Wh per dag. Met 4 piekzonuren levert een zonnepaneelveld van 1200 Wp ongeveer 3,8 kWh per dag op, ruim voldoende; een accu van 50–60 Ah bij 24 V voorziet in de nachtelijke behoefte.

De DC-bekabeling tussen de accu en de omvormer is de plek waar je de meeste energie verliest als je het verkeerd aanpakt. Bij 24 V is de stroomsterkte hoog: 4200 W bij 24 V is ongeveer 175 A. Neem je een kabel die te dun is, dan wordt die warm en verlies je spanning, waarna de omvormer een onderspanningswaarschuwing geeft. Daarom loopt de tabel met kabeldoorsneden op van 25 mm² (kort) tot 50 mm² (lang). Bezuinig hier niet op: koper is goedkoop vergeleken met stilstand.

De bekabeling van de panelen werkt met hoge spanning en lage stroom, dus zonnepaneelkabels van 4 mm² volstaan voor series van enige lengte. De kabeldoorsnede is daar niet zo kritisch; belangrijk is dat u MC4-zonnepaneelkabel gebruikt die geschikt is voor buiten, en geen verbindingen maakt met gewone installatiekabel.

En de accuzekering: die zit op de pluspool, op minder dan 20 cm van de aansluiting, en is gedimensioneerd op 1,25–1,5 keer de maximale stroom. Als een kabel de carrosserie van het voertuig of de behuizing raakt, slaat de zekering door en voorkomt die kortsluiting. Het is het goedkoopste en belangrijkste onderdeel van de hele installatie.

Laten we nu aan de winter denken. In Frankrijk zijn er in december maar 2–3 piekuren. Een paneelveld dat in de zomer 10 kWh per dag produceert, levert in de winter 4–5 kWh op. Daarom dimensioneert u het paneelveld met het slechtste kwartaal in gedachten, niet het beste. Als u dimensioneert voor juli, komt u in februari tekort; als u dimensioneert voor november, blijft er in de zomer productie over die u kunt gebruiken om meer op te laden.

En de autonomie: hoeveel nachten wilt u het zonder zon volhouden? Als u dimensioneert voor één nacht, volstaat een accu van 100 Ah; voor drie bewolkte dagen achter elkaar hebt u 200–300 Ah nodig. In een weekendverblijf is één nacht vaak genoeg; in een permanente woning verdubbelt of verdrievoudigt u het dagelijkse verbruik voor de zekerheid.

Tot slot een tip van de installateur: begin met een plan. Teken waar de panelen komen, waar de omvormer komt, waar de accu komt en waar de kabels lopen. Een plan voorkomt dat u kabels moet trekken op plekken waar u dat niet wilde, en dat de afstand tussen accu en omvormer 6 m wordt in plaats van de geplande 2 m. Meet twee keer, zaag één keer.

Laten we een tweede voorbeeld bekijken, dit keer voor een tuinhuisje met een iets hoger verbruik. Stel dat het tuinhuisje een tl-lamp gebruikt (40 Wh), een klein lasapparaat dat 20 minuten per dag 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 aan (5–6 panelen van 400 W) en een accu van 60–80 Ah bij 24 V. De GSIKE laat beide AC-uitgangen probleemloos draaien.

Een veelgemaakte fout is om de accu te dimensioneren op het piekvermogen in plaats van op de energie. Het piekvermogen wordt op het moment van opstarten geleverd door de omvormer en de accubank; de energie bepaalt hoe lang u het 's nachts volhoudt. U hebt beide nodig: een accubank die 175 A aankan, plus voldoende Ah voor de gewenste autonomie. Een accu van 100 Ah die maar 50 A ontlaadstroom aankan, is niet geschikt voor een omvormer van 4200 W.

Nog een detail dat vaak wordt vergeten: het spanningsverlies in de bekabeling van de panelen. Zelfs bij hoge spanning verliest een lange, dunne kabel een beetje spanning. Gebruik voor lange series een zonnekabel van 4 mm² en gebruik geen string van meer dan 15–20 m zonder de kabeldoorsnede te controleren. Is de installatie erg groot, meet dan het spanningsverlies en pas de kabeldoorsnede aan.

En de DC-schakelaar. Tussen de panelen en de omvormer hoort een DC-scheidingsschakelaar waarmee u het paneelveld kunt uitschakelen zonder het dak op te hoeven om de panelen af te dekken. Het is een goedkoop onderdeel dat het onderhoud een stuk veiliger maakt. Aan de AC-kant zorgen een installatieautomaat en een aardlekschakelaar voor de rest van de beveiliging.

Tot slot de vraag die het vaakst terugkomt: wat als ik het paneelvermogen overschrijd? De GSIKE accepteert maximaal ongeveer 6200 W. Als u 7000 W installeert, kan de MPPT simpelweg niet meer opnemen dan de maximale waarde; hij gaat niet kapot, maar u betaalt voor panelen waarvan u geen gebruik maakt. Daarom raden we aan onder de limiet te blijven, en die niet te overschrijden.

Nog een laatste rekenvoorbeeld. Stel dat u het systeem dimensioneert voor een verbruik van 500 Wh per dag. Met 4 piekuren en een rendement van 80% hebt u een veld van 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp nodig... Dat lijkt weinig, maar bedenk dat deze berekening geldt voor een zonnige dag. Als u het systeem dimensioneert voor de winter, met 2,5 piekuren, vraagt hetzelfde verbruik om 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. En als u wat marge wilt, verdubbel dat dan. Daarom komt een klein schuurtje uiteindelijk uit op 1500–2000 Wp, en niet op 300 Wp.

Nog een laatste advies over de accu: koop niet de capaciteit waarvan u denkt dat u die nodig hebt, maar de capaciteit die uit metingen blijkt. Als het kan, bouw dan eerst het systeem op met de batterijloze modus van de GSIKE, bekijk de app gedurende twee weken en bestel de accu op basis van dat werkelijke verbruik. Dat is veel beter dan op goed geluk bestellen en er vervolgens achter komen dat u te weinig of juist te veel capaciteit hebt.

En als u op enig moment twijfelt aan de berekeningen, vraag dan om een controle. Een gekwalificeerde installateur rekent weinig om uw plan en kabeldoorsneden even na te kijken. Dat uur voor de controle voorkomt een dimensioneringsfout die u enkele honderden euro's kan kosten. Elektriciteit op 24 V en 500 V DC vergeeft geen nattevingerberekeningen; vraag dus om een second opinion. L'électricité en 24 V et 500 V DC ne pardonne pas les calculs à l'œil.

Tot slot nog een aanbeveling voor de volgorde van aankoop. Eerst de GSIKE 4200 W-omvormer. Daarna 3–6 panelen van 400 W, afhankelijk van uw dagelijkse verbruik. Ten derde de communicerende 24V LiFePO4-accu, met de capaciteit die u hebt berekend. Ten vierde zekeringen, lastscheiders en kabels. Met deze volgorde koopt u niet te veel en niet te weinig, en als u onderweg van gedachten verandert, hebt u ruimte om aanpassingen te doen.

En vergeet niet dat deze gids een uitgangspunt is, geen vast recept. Elk dak, elk verbruik en elk budget is anders. Als u bij het rekenen op een tussenliggende waarde uitkomt, rond dan naar boven af voor de panelen en de accu: iets te veel is beter dan te weinig. Met de GSIKE in uw systeem biedt de limiet van 6200 W aan zonnepanelen u veel ruimte om uit te breiden zonder de omvormer te vervangen.

Zodra u de cijfers hebt, dient het volledige gegevensblad van de GSIKE 4200 W als referentie om te controleren of de 24V-accubank en het zonnepaneelveld die u hebt berekend binnen de limieten van het apparaat vallen. En als u tijdens de installatie een vraag hebt, helpt onze Franstalige klantenservice u graag.

Uiteindelijk komt het dimensioneren van een installatie neer op drie berekeningen: het dagelijkse verbruik, de piekuren zon en het rendement van het geheel. Met deze drie gegevens en de tabel in dit artikel hebt u alles wat u nodig hebt om de GSIKE 4200 W en bijbehorende onderdelen te bestellen, zonder te veel of juist te weinig in te kopen.

Als u twijfelt over de kabeldoorsnede of de grootte van uw zonnepaneelveld, is het gegevensblad van de GSIKE 4,2 kW leidend. En onze Franstalige klantenservice beantwoordt uw vragen over de dimensionering, zowel voor als na de aankoop, zonder extra kosten.

Hoeveel zonnepanelen zijn er nodig

Dagelijks verbruik Aanbevolen paneelvermogen Aantal panelen 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 ligt het maximale zonnevermogen rond de 6200 W. Dat betekent dat u tot 15–16 panelen van 400 W kunt aansluiten, al is het in de praktijk beter om met een bescheidener PV-veld te beginnen.

Welke accu is nodig?

De accucapaciteit hangt af van hoeveel energie u 's nachts wilt hebben. Als vuistregel geldt dat de bruikbare capaciteit twee tot drie keer het dagverbruik moet bedragen.

Dagverbruik 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 kabeldoorsnede Max. verlies tot 2 m 25 mm² <1 % 2–4 m 35 mm² <2 % 4–6 m 50 mm² <2 %

Praktijkvoorbeeld — een schuur dimensioneren

Stel, een schuur verbruikt dagelijks 220 Wh. Onze aanbeveling:

Dit is een voorzichtig voorbeeld: het levert ruim voldoende stroom voor verlichting, een koelkast, opladers en een klein apparaat, en laat ruimte om volgend jaar een vijfde paneel toe te voegen. Als u de schuur alleen in het weekend gebruikt, kunt u zelfs zonder accu en in de volle zon werken; bij dagelijks gebruik biedt een accu van 50 Ah genoeg autonomie voor één nacht.

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. U kunt zonder accu beginnen en de accubank uitbreiden wanneer dat nodig is.

Eindoordeel

Veelgestelde vragen

Bronnen en referentiegegevens

1. Productblad GSIKE G4200EU24V 4,2kW 24V (189,99 EUR, gratis levering in Frankrijk) — https://gesike.com/fr-fr/products/gsike-4-2kw-24v-onduleur-hybride-mppt-120a-wifi-off-grid-france
2. EASUN 4kW 24V, toonaangevende EU-winkel — https://eu.easunpower.com/
3. MPPT 120A-gids en bereik van 60–500 VDC — technische referentie — https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. LiFePO4-accu 24V en DC-bus — referentie voor bekabeling — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Gidsen en vergelijkingen