GSIKE-guide til dimensjonering av et frittstående 4 kW 24 V-anlegg

Begynn med å liste opp apparatene du skal drive, og det daglige forbruket deres i Wh. Dette er utgangspunktet for hele beregningen.

Vær nøye når du lager listen. N glem ikke apparater i standby: internettruteren, laderne, TV-en i ventemodus. De virker ubetydelige, men til sammen bruker de mellom 50 og 100 Wh per dag, og hvis du utelater dem, blir systemet for knapt dimensjonert, og batteriet går tomt tidligere enn forventet.

Tenk deretter på årstidene. Om sommeren er det mer sol, og panelene yter mer, men du bruker også flere apparater (vifte, kjøleskap som jobber mer). Om vinteren er det mindre sol, men du forbruker mindre uten klimaanlegg. Dimensjoner for en gjennomsnittlig dag, verken den beste eller den verste.

Når du skal plassere panelene, er helning og orientering viktig. Et tak som vender rett mot sør, med riktig helning, gir størst produksjon. Hvis panelene står på bakken eller delvis ligger i skygge, trenger du et større areal for å oppnå samme produksjon.

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.

Når du velger kabeltverrsnitt, bør du legge inn en margin for fremtiden. Hvis du bruker 25 mm² nå og vil legge til paneler om et år, må du kanskje legge om kabelen. Derfor anbefaler vi å velge én størrelse over dagens minimum.

Og hvis du bor i et område med mye tordenvær, bør du også montere overspenningsvern på AC-utgangen og kontrollere jordingen, som er avgjørende for systemsikkerheten.

Før du tar på noe, la oss se på størrelsene. Et panel på 400 W leverer rundt 40 V i åpen krets og rundt 10 A under standardforhold. Kobler du tre paneler i serie, summeres spenningen (120 V), mens strømmen forblir den samme; kobler du tre parallelt, tredobles strømmen, mens spenningen forblir den samme. MPPT-regulatoren i GSIKE fungerer mellom 60 og 500 V DC, så serier med 2 til 12 paneler på 400 W er godt innenfor.

L'erreur la plus fréquente, c'est de confondre la tension du panneau et celle de la batterie. Le panneau solaire produit entre quelques dizaines et plusieurs centaines de volts en courant continu ; la batterie, elle, fonctionne à 24 V. Le régulateur MPPT s'occupe de cette différence : il tire l'énergie du panneau à la tension optimale et la fournit 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.

En annen vanlig feil er å dimensjonere batteriet etter energimengde (Wh) og glemme strømstyrken (A). GSIKE på 4200 W krever ved 24 V rundt 175–200 A kontinuerlig fra batteribanken. Hvis 100 Ah-batteriet ditt bare tåler en kontinuerlig utladning på 50 A, vil beskyttelsen slå inn og vekselretteren slå seg av. Du trenger et 24 V LiFePO4-batteri som tåler denne strømmen, ikke bare den Wh-kapasiteten du er ute etter.

Når det gjelder sikringer: Monter en DC-sikring på batteriets plusspol, så nær batteripolen som mulig, dimensjonert til 1,25 til 1,5 ganger maksimalstrømmen i kabelstrekket. I et 200 A-system betyr det en sikring på rundt 250 A. På panelsiden beskytter strengsikringen hver serie. Dette er rimelige deler som forhindrer brann hvis en kabel blir frynsete.

Likstrømbryteren og jordfeilbryteren må ikke mangle. Vekselretterens 230 V-utgang må gå gjennom en automatsikring som kobler ut ved overbelastning, og en jordfeilbryter som beskytter mennesker. Dette er komponenter en installatør monterer som en del av jobben, men hvis du installerer selv, må du ikke spare dem bort for å spare penger.

La oss tenke på egenforbruk. Antallet ekvivalente soltimer per dag er det som ganger effekten til solcelleanlegget. I Fastlands-Frankrike kan du regne med 4–5 topptimer om sommeren og 2–3 om vinteren. Et solcelleanlegg på 3000 Wp, med 4 topptimer og en samlet virkningsgrad på 80 %, produserer omtrent 9,6 kWh per dag om sommeren. Dette tallet må du sammenligne med forbruket ditt.

Når det gjelder batteriet, følg 80 %-regelen. LiFePO4-batterier tåler vanligvis å bli utladet ned til 80 % av den nyttbare kapasiteten uten å bli slitt. Et batteri på 100 Ah ved 25,6 V lagrer 2560 Wh; nyttbart er det omtrent 2048 Wh. Det er dette du kan bruke om natten uten dårlig samvittighet. Hvis du dimensjonerer for én dags autonomi, dobler eller tredobler du dette tallet.

En merknad om orientering: På den nordlige halvkule vender panelene rett mot sør, med en helning nær stedets breddegrad. I Frankrike er en helning på mellom 30 og 45 grader et godt valg. Hvis du monterer dem flatt eller mot øst, går produksjonen ned, og du trenger større areal for å kompensere.

Og hvis du har delvis skygge fra trær eller skorsteiner, trekker ett skyggefullt panel hele serien ned. Da er det bedre å dele anlegget inn i korte serier eller satse på optimalisatorer per panel. For et lite anlegg er det ofte nok å flytte panelene slik at solen treffer dem direkte midt på dagen.

La oss sette tall på et svært vanlig tilfelle: en hytte på landet som bruker LED-belysning (20 Wh/dag), et lite kjøleskap (150 Wh/dag), en ruter (50 Wh/dag), ladere til mobil og datamaskin (80 Wh/dag) og en trykkpumpe som går 10 minutter om dagen (30 Wh/dag). Totalt: omtrent 330 Wh per dag. Med 4 topptimer produserer et solcelleanlegg på 1200 Wp omtrent 3,8 kWh per dag, mer enn nok; et batteri på 50–60 Ah ved 24 V dekker natten.

DC-kablingen mellom batteriet og vekselretteren er stedet der man mister mest energi hvis man gjør feil. Ved 24 V er strømstyrken høy: 4200 W ved 24 V er omtrent 175 A. Hvis du velger en kabel som er for tynn, blir den varm, du mister spenning, og vekselretteren varsler om underspenning. Derfor øker tabellen over kabeltverrsnitt fra 25 mm² (kort) til 50 mm² (lang). Ikke spar på dette: kobber er billig sammenlignet med et driftsstopp.

Kablingen til panelene arbeider med høy spenning og lav strøm, så solcellekabler på 4 mm² er tilstrekkelig for seriekoblinger av en viss lengde. Her er ikke tverrsnittet like kritisk; det viktigste er å bruke MC4-solcellekabel som er egnet for utendørs bruk, og ikke skjøte med vanlig installasjonskabel.

Og batterisikringen, det kan ikke understrekes nok: Den skal sitte på plussiden, mindre enn 20 cm fra polen, og være dimensjonert til 1,25–1,5 ganger maksimalstrømmen. Hvis en kabel kommer borti karosseriet eller kapslingen, går sikringen og forhindrer en kortslutning. Dette er den billigste og viktigste delen av hele installasjonen.

La oss tenke på vinteren. I Frankrike er det bare 2–3 timer med maksimal solinnstråling i desember. Et solcelleanlegg som produserer 10 kWh om dagen om sommeren, produserer 4–5 om vinteren. Derfor dimensjonerer du anlegget ut fra årets verste kvartal, ikke det beste. Dimensjonerer du for juli, vil du ha for lite i februar; dimensjonerer du for november, får du overskuddsproduksjon om sommeren som du kan bruke til å lade mer.

Og driftstiden: Hvor mange netter vil du klare deg uten sol? Hvis du dimensjonerer for én natt, holder et batteri på 100 Ah; hvis det skal holde i tre overskyede dager på rad, trenger du 200–300 Ah. I et helgeskur holder det ofte med én natt; i en helårsbolig bør du tredoble dagsforbruket for å være på den sikre siden.

Avslutningsvis et råd fra en installatør: Begynn med en plan. Tegn inn hvor panelene, vekselretteren og batteriet skal stå, og hvor kablene skal gå. En plan hindrer at du må trekke kablene der du ikke hadde tenkt, og at avstanden mellom batteriet og vekselretteren blir 6 m i stedet for de planlagte 2 m. Mål to ganger, kutt én gang.

La oss se på et eksempel til, denne gangen for et hageverksted med litt høyere forbruk. Anta at verkstedet bruker et lysrør (40 Wh), et lite sveiseapparat som brukes i 20 minutter om dagen (200 Wh), en kompressor som starter av og til (150 Wh) og verktøyladere (100 Wh). Totalt: omtrent 490 Wh per dag. Her anbefaler vi et solcelleanlegg på 2000–2500 Wp (5–6 paneler på 400 W) og et batteri på 60–80 Ah ved 24 V. GSIKE driver begge AC-utgangene uten problemer.

En vanlig feil er å dimensjonere batteriet etter effekttoppen i stedet for energien. Det er vekselretteren og batteribanken som leverer effekttoppen ved oppstart; energien er det som varer gjennom natten. Du trenger begge deler: en batteribank som tåler 175 A, og nok Ah til den ønskede driftstiden. Et batteri på 100 Ah som bare tåler en utladningsstrøm på 50 A, duger ikke til en vekselretter på 4200 W.

En annen detalj som ofte blir oversett, er spenningsfallet i kablingen fra panelene. Selv når man jobber med høy spenning, mister en lang og tynn kabel litt spenning. For lange rekker bruker du en 4 mm² solcellekabel, og du bør ikke overstige 15–20 m per string uten å begrunne kabeltverrsnittet. Hvis anlegget er svært stort, måler du spenningsfallet og justerer.

Og DC-bryteren. Mellom panelene og vekselretteren bør det være en DC-skillebryter som lar deg koble ut solcelleanlegget uten å klatre opp på taket for å dekke til panelene. Det er en billig komponent som gjør vedlikehold mye sikrere. På AC-siden fullfører en automatsikring og en jordfeilbryter beskyttelsen.

Til slutt, spørsmålet som dukker opp oftest: Hva skjer hvis jeg overskrider panelkapasiteten? GSIKE tåler opptil omtrent 6200 W. Hvis du installerer 7000 W, kan MPPT-en rett og slett ikke hente inn mer enn den tillater. Den går ikke i stykker, men du betaler for paneler du ikke får utnyttet. Derfor anbefaler vi at du holder deg under grensen, ikke overskrider den.

En siste praktisk beregning. La oss si at du dimensjonerer for et forbruk på 500 Wh per dag. Med 4 timer med toppeffekt og en virkningsgrad på 80 % trenger du et solcelleanlegg på 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp ... Det virker lite, men husk at beregningen gjelder for en solrik dag. Hvis du dimensjonerer for vinteren, med 2,5 timer med toppeffekt, krever samme forbruk 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. Og hvis du vil ha litt å gå på, dobler du det. Derfor ender en liten bod opp med å bruke 1500–2000 Wp, ikke 300 Wp.

Et siste råd om batteriet: Ikke kjøp kapasitet ut fra hva du tror du bruker, men ut fra hva du måler. Hvis du kan, monterer du først systemet med GSIKE i modus uten batteri, følger med i appen i to uker og bestiller batteriet ut fra de faktiske tallene. Det er mye bedre enn å bestille i blinde og ende opp med for liten eller for stor kapasitet.

Og hvis du på et tidspunkt blir usikker på beregningene, bør du be om en ny gjennomgang. En kvalifisert installatør tar ikke mye for å se over planen og kabeltverrsnittene dine. Den timen med gjennomgang kan spare deg for en dimensjoneringsfeil som kan koste flere hundre euro. L'elektrisitet på 24 V og 500 V DC tilgir ikke beregninger på øyemål.

For å avslutte veiledningen, her er en anbefaling om rekkefølgen på innkjøpene. Først GSIKE 4200 W-vekselretteren. Deretter 3–6 paneler på 400 W, avhengig av det daglige forbruket ditt. For det tredje et kommuniserende 24 V LiFePO4-batteri i størrelsen du har beregnet. For det fjerde sikringer, skillebrytere og kabler. Med denne rekkefølgen kjøper du verken for mye eller for lite, og hvis du ombestemmer deg underveis, har du rom for justeringer.

Husk også at denne veiledningen er et utgangspunkt, ikke en fast oppskrift. Hvert tak, hvert forbruk og hvert budsjett er forskjellig. Hvis du kommer fram til en mellomverdi når du gjør beregningene, rund opp for panelene og batteriet: det er bedre med litt for mye enn for lite. Med GSIKE i systemet gir grensen på 6200 W for solcellepaneler deg god margin til å utvide uten å bytte vekselretter.

Når du har tallene, kan du bruke det fullstendige databladet for GSIKE 4200 W som referanse for å bekrefte at 24 V-batteribanken og solcelleanlegget du har beregnet, holder seg innenfor apparatets grenser. Og hvis du har spørsmål under monteringen, hjelper vår franskspråklige kundestøtte deg.

Til syvende og sist handler dimensjonering av et anlegg ikke om mer enn å gjøre tre beregninger: daglig forbruk, timer med maksimal sol og samlet virkningsgrad. Med disse tre opplysningene og tabellen i denne artikkelen har du det viktigste du trenger for å bestille GSIKE 4200 W og tilhørende komponenter, uten å kjøpe for mye eller ende opp med for lite.

Hvis du er usikker på kabeltverrsnittet eller størrelsen på solcelleanlegget, er databladet for GSIKE 4,2 kW avgjørende. Og vår franskspråklige kundestøtte svarer på spørsmål om dimensjonering, både før og etter kjøpet, uten ekstra kostnad.

Hvor mange solcellepaneler trenger man

Daglig forbruk Anbefalt solcelleeffekt Antall paneler 400 W Forventet produksjon 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 grensen for solcelleeffekt omtrent 6200 W. Det betyr at du kan bruke opptil 15–16 paneler på 400 W, selv om det i praksis er best å begynne med et mer moderat solcellefelt.

Hvilket batteri trenger du?

Batteristørrelsen avhenger av hvor mye energi du vil ha tilgjengelig om natten. Som en tommelfingerregel bør brukbar kapasitet være mellom to og tre ganger dagsforbruket.

Daglig forbruk Anbefalt kapasitet 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

Kabeltverrsnitt

Avstand mellom batteri og vekselretter Anbefalt tverrsnitt Maks. tap opptil 2 m 25 mm² <1 % 2–4 m 35 mm² <2 % 4–6 m 50 mm² <2 %

Konkret eksempel — dimensjonering av en bod

La oss se for oss en bod med et daglig forbruk på 220 Wh. Vår anbefaling:

Dette er et forsiktig eksempel: Det leverer mer enn nok strøm til lys, kjøleskap, ladere og et lite apparat, og gir rom for å legge til et femte panel neste år. Hvis du bare bruker boden i helgene, kan du til og med droppe batteriet og bruke anlegget i fullt sollys; hvis du bruker den til daglig, gir 50 Ah-batteriet deg strøm gjennom natten.

Endelig vurdering

Endelig vurdering: For et selvforsynt anlegg med GSIKE 4200 W 24 V anbefaler vi å begynne med 4–8 paneler på 400 W og et 24 V / 50–100 Ah-batteri. Du kan starte uten batteri og utvide batteribanken når du trenger det.

Endelig vurdering

Ofte stilte spørsmål

Kilder og referansedata

1. Produktark for GSIKE G4200EU24V 4,2 kW 24 V (189,99 EUR, gratis levering i Frankrike) — https://gesike.com/fr-fr/products/gsike-4-2kw-24v-onduleur-hybride-mppt-120a-wifi-off-grid-france
2. EASUN 4 kW 24 V, referansebutikk i EU — https://eu.easunpower.com/
3. MPPT-guide for 120 A og spenningsområde på 60–500 VDC — teknisk referanse — https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. LiFePO4 24 V-batteri og DC-buss — referanse for kabling — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Guider og sammenligninger