Beregning av lading fra et solcellepanel

Solcellepanelene skal sørge for at batteribanken er fulladet til ditt neste besøk på hytta. Strømproduksjonen til et solcellepanel er svært avhengig av været og hvor mye sol som kommer på solcellepanelet. Når solen skinner vinkelrett på et solcellepanel på 100W vil dette gi en lading på ca 5A. Når det er overskyet, disig luft, solen ikke lenger står vinkelrett på panelet eller solen ikke lenger står så høyt på himmelen (vinteren) blir ladingen lavere. Eksempel på lading av en 12V batteribank fra et optimalt plassert solcellepanel i Sør-Norge gjennom en uke er gjenngitt i tabellen under.

Utifra tabellen kan man lese at dersom man har en batteribank på 300At og denne er tappet helt ned vil det ta ca en uke i mai å fullade den igjen med solcellepanelet på 100W, mens i oktober vil det ta nærmere 3 uker.

For å finne Wh (wattimer) ganges tallene i tabellen over med 12. Dette gir f.eks. 3696 Wh / 3,6 kWh i løpet av en uke i mai med samme panel (100W).

Vær klar over at dette er gjennomsnittstall og faktorer som vær, plassering, vinkel, temperatur, skygge og lademottakelighet kan gjøre store utslag.

Solen er sterkest når den står høyt på himmelen i sør, så en montering mot øst eller vest gir ofte et tap i området 25%.

Dersom du ikke bruker et justerbart feste av sollcellepanelet i Sør-Norge og bruker en montering "rett på vegg" (90°), vil dette kunne gi et tap på opptil 40% om sommeren når optimal vinkel er ca 35 grader (vinkelforskjell på 55°). Det samme panelet vil på vinteren være nesten optimalt vinklet og bare ha noen få prosent tap (vinkelforskjell på 9°).

Ligger deler av panelet i skygge og en hel celle dekkes i for eksempel et hjørne av panelet, vil du kunne miste en hel understreng av celler i panelet. Består panelet av for eksempel 2 slike strenger med interne dioder vil tapet være på 50%, i værste fall vil tapet være 100%.

Den største faktoren for strømproduksjon vil være værforholdene, da det ikke er unormalt med 80-100% tap dersom det er overskyet eller dårlig vær.

Mer lading med en MPPT laderegulator
Når man kopler et solcellepanel til en batteribank via en laderegulator må den levere en spenning som er tilpasset batteriene. I et 12V system vil det si 10,5V - 14,5V alt etter ladetilstanden til batteriene. Et solcellepanel på 120W har typisk en strømproduksjon på inntil 7A, ved 10,5V batterispenning blir dette 73,5Watt lading (10,5V x 7A = 73,5W). Den mest effektive spenningen for dette solcellepanelet er imidlertid typisk rundt 17,15V, hvor det kan gi lading på 120W (17,15V x 7A = 120W).

Det en MPPT laderegulator gjør er med jevne mellomrom å måle den optimale ladespenningen fra solcellepanelet og la det levere strøm i denne spenningen. MPPT laderegulatoren transformerer så ned denne strømmen til en spenning som er ideell å lade batteriene med. Dermed kan spenningen som kommer inn fra solcellepanelene til laderegulatoren ligge på 17,15V og spenningen som går ut fra laderegulatoren til batteriene ligge på f.eks. 14,1V.

Man ser raskt at en MPPT laderegulator skiller seg fra en typisk pwm laderegulator. Den er betydelig tyngre og større for å få plass til omformeren som skal transformere ned spenningen. Bruk av en MPPT laderegulator muligjør også at en kan utnytte høye spenninger fra større panel og flere paneler koblet i serie.

Beregne maks spenning fra solcellepanel
De aller fleste solcellepanel får sine verdier målt og oppgitt med en temperatur på 25°C og under ellers optimale forhold. Spenningen ut fra ett solcellepanel vil variere med temperaturen, og for hver grad kaldere enn 25°C, vil den øke tilsvarende. Som en forenkling bør du derfor alltid legge inn en sikkerhetsmargin på MINST 15% ved kalkulering av sollcellespenningen og hvilken regulator som passer. Det er også vikitg å være klar over at det er Voc (åpen kretsspenning) som skal benyttes ved beregning, og ikke Vmp (maks effektspenning).

For mer nøyaktig utregning bør du se i databladet til solcellepanelet og hente ut følgende verdier: Voc (V), temperaturkoeffisient for Voc (oppgitt i %/°C) og temperatur ved oppgitt Voc (STC, normalt = 25°C).
Så kan du bruke følgende formel:  Voc + ( Koeffisient x ( Temperatur - STC )
Temperatur i formelen er minste temperatur panelet kan bli brukt under.

Eksempel: Panel med Voc = 46V, Koeffisent = -0,35 %/°C og en minste brukstemperatur på -20°C
46V + ( -0,35 %/°C x ( -20°C - 25°C ) = 46V + ( -0,35 %/°C x -45°C ) = 46V + 15,75% = 53,245V