Megaguide: Alt om solcellepanel og batteri. Fakta, bruksmåte, og feilsøk.
Vi får stadig en rekke spørsmål knyttet til solcelleanlegg, hvordan man skal velge riktige komponenter og dimensjonering. På denne siden har vi forsøkt å komme med noen forklaringer til hva man bør tenke på når man skal installere et solcellenalegg, samt tips til hvordan man kan løse enkelte problemer.
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 125W vil dette gi en lading på ca 7A. 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 fra et solcellepanel gjennom en uke er gjengitt i tabellen under.
| Solcellepanel | Jan | Feb | Mars | April | Mai | Juni | Juli | Aug | Sept | Okt | Nov | Des |
| 125W | 80 Ah | 185 Ah | 270 Ah | 355 Ah | 385 Ah | 320 Ah | 270 Ah | 255 Ah | 195 Ah | 140 Ah | 50 Ah | 55 Ah |
| 200W | 128 Ah | 296 Ah | 432 Ah | 568 Ah | 616 Ah | 512 Ah | 432 Ah | 408 Ah | 312 Ah | 224 Ah | 80 Ah |
88 Ah |
| 270W | 172 Ah | 400 Ah | 583 Ah | 767 Ah | 832 Ah | 691 Ah | 583 Ah | 550 Ah | 421 Ah | 302 Ah | 108 Ah |
119 Ah |
| 360W | 230 Ah | 532 Ah | 957 Ah | 1022 Ah | 1108 Ah | 922 Ah | 778 Ah | 734 Ah | 562 Ah | 403 Ah | 144 Ah |
158 Ah |
Dersom du bruker et ikke justerbart feste av sollcellepanelet vil ladingen være noe lavere.
Utifra tabellen kan man lese at dersom man har en batteribank på 400Ah og denne er tappet helt ned vil det ta ca en uke i mai å fullade den igjen, mens i oktober vil det ta nærmere 3 uker.
Mer lading med en MPPT laderegulator
Når man kopler et solcellepanel til en batteribank via en normal laderegulator må solcellepanelene produsere strøm med 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 et solcellepanel er imidlertid typisk rundt 17,15V, hvor det kan gi en lading på 120W (17,15V x 7A = 120W).
Det en MPPT laderegulator gjør er med jevne mellomrom å måle den optimale ladespenningen fra solcellepanelene og la solcellepanelene 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 vanlig laderegulator. Den er betydelig tyngre og større for å få plass til omformeren som skal transformere ned spenningen.
Beregning av forbruk
Å beregne forbruket er forholdsvis enkelt. Man ganger utstyrets forbruk i Watt (W) med antallet timer man bruker utstyret i løpet av en dag, slik at man får antallet Watt-timer utstyret bruker. Så legger man sammen dette for alle tingene man har (TV, vannpumpe, inverter, stuelampe, mobillader, parabolmottaker etc.).
Eksempel 1
| Beskrivelse |
Ant. timer pr dag | Forbruk pr dag |
| TV som bruker 50Watt | 2,5 | 50 x 2,5 = 125Wt |
| 4 Leselamper på 10Watt | 1 | 10 x 1 x 4 = 40Wt |
| 1 Stuelampe på 15Watt | 5 | 15 x 5 = 75Wt |
| Sum | 240Wt pr dag |
Med et forbruk på 240Wt pr dag, bruker du 1680Wt på en uke (240Wt x 7 = 1680Wt).
Omregnet til Ah gir dette et forbruk på 1680Wt / 12V = 140Ah i løpet av en uke.
Eksempel bruk av Led lamper og sparepærer
| Beskrivelse |
Ant. timer pr dag |
Forbruk pr dag |
| TV som bruker 50Watt | 2,5 | 50 x 2,5 = 125Wt |
| 4 Led leselamper på 2Watt | 1 | 2 x 1 x 4 = 8Wt |
| 1 Stuelampe med sparepære på 5Watt | 5 | 5 x 5 = 25Wt |
| Sum | 158Wt pr dag |
Med et forbruk på 158Wt pr dag, bruker du 1106Wt på en uke (158Wt x 7 = 1106Wt).
Omregnet til At gir dette et forbruk på 1106Wt / 12V = 92Ah i løpet av en uke.
Beregning av batterikapasitet
For å finne ut hvor mye kapasitet man har tilgjengelig i batteribanken, kan det være en fordel å regne ut hvor mange Watt man har tilgjengelig i batteribanken. Når man beregner hvor stor batterikapasitet man trenger må man ta hensyn til at været i Norge ikke er til å stole på. Man bør derfor ta utgangspunkt i at man ikke får noe lading fra solcellepanelet og at batteribanken derfor må sørge for å ha nok kapasitet til å dekke forbruket i hele perioden.
Generelt kan man ikke tappe batteriene helt ned, uten å påføre batteriene skade. Det maksimale man kan tappe ned batteriene er ofte til rundt 30%. Et batteri på 100Ah kan man derfor maksimalt tappe ned til det gjenstår ca 30Ah.
Dersom det er kaldt, har batteriene mindre kapasitet enn når det er varmt. Dersom batteriene f.eks. er plassert i en bod eller på et kaldt loft om vinteren har man derfor mindre kapasitet tilgjengelig enn når batteriene står i en oppvarmet stue. Ved 0 grader har mange batterier f.eks. bare 80% av normal kapasitet.
Man skal imidlertid passe på å ikke installere en for stor batteribank. Batteriene bør nemlig bli fulladet rundt en gang i måneden for å få optimal levetid. En stor batteribank for å kompensere for et lite solcellepanel er dermed ingen god løsning. Da bør man heller se på hvordan man kan redusere forbruket, f.eks. ved å installere Led og sparepærer.
Eksempel på tilgjengelig kapasitet (200Ah batteribank, normal temperatur):
Batterikapasitet x maks nedtapping x systemspenning = tilgjengelig kapasitet i Watt
200Ah x 0,7 x 12 = 1680 Watt
Eksempel på tilgjengelig kapasitet (200Ah batteribank, lav temperatur):
Batterikapasitet x korrigert kapasitet for lav temperatur x maks nedtapping x systemspenning = tilgjengelig kapasitet i watt
200Ah x 0,8 x 0,7 x 12 = 1344 Watt
Om AGM batteri
AGM batterier er den batteritypen som ofte foretrekkes i solcelleanlegg. I AGM batterier er ikke elektrolytten flytende i syreform, slik som i vanlige bilbatterier eller fritidsbatterier. I stedet er den bundet i spesielle glassfibermatter som ligger rundt blyplatene. Dette gir en svært robust konstruksjon, uten fare for syrelekkasje (selv om det skulle gå hull på batteriet). Samtidig blir batteriet mye bedre beskyttet mot frostskader, da det er svært begrensede mengder av væske som kan fryse.
Siden den interne motstaden i AGM batterier er svært lav, har AGM batteriene en svært god lademottakelighet. Dvs. at batteriet er i stand til å ta til seg og lagre den ladingen det blir tilført på en effektiv måte. På samme måte kan også batteriet gi fra seg strøm effektivt. En måte man merker dette på er at batteriene nesten ikke utvikler varme hverken når de blir ladet eller tappet ut. Dette gir også utslag i at det nesten ikke er noen grense for hvor mye strøm du kan tappe ut på en gang eller hvor mye du kan lade med. Å kunne tappe/tilføre mye strøm på en gang er aktuelt ved bruk av inverter/omformer eller om man har behov for raskt å lade opp batteribanken med en batterilader.
AGM batteriene har også en svært lav selvutlading, kun 1-3% per måned, i motsetning til f.eks. enkle fritidsbatterier som ofte har en selvutlading på 8-10% (startbatterier har gjerne enda høyere selvutladning). Har du en batteribank på f.eks. 500Ah vil det si at batteribanken "lekker" hele 50Ah pr. måned, dersom du bruker batterier med en selvutladning på 10%. Bruker du batterier med en selvutlading på 2% vil det imidlertid bare "lekke" 10At i løpet av en måned. Om vinteren når man har lav lading fra solcellene, blir dette en svært viktig faktor å ta hensyn til.
I praksis vil dermed effekten av å bytte til batterier med lavere indre motstand og lavere selvutladning være den samme som å bytte til et større solcellepanel. Dette fordi en større del av strømmen som solcellepanelet produserer faktisk kan nyttes.
"Alle" batterier har høyere kapasitet når de er varme enn når de er kalde. Særlig om vinteren er det derfor en fordel at batteriene er plasserte i et rom som er oppvarmet. I praksis vil det ofte si at batteriene blir plasserte i et skap i stua på hytta. Da blir batteriene stående varmt når du har behov for å bruke av strømmen i batteriene. Med vanlige fritidsbatterier er dette imidlertidig et problem, da batteriene vil gi fra seg gass som kan eksplodere. Siden AGM batteriene er tette, ventilregulerte batterier, gir de omtrent ikke fra seg noe gass, slik at plassering i stuen blir problemfritt.
| AGM batteri | Vedlikeholdsfrie bly/syre fritidsbatterier | Åpne bly/syre fritidsbatteri | Startbatterier | |
| Lav selvutlading |  Ja, kun 1-3% |
 Nei, gjerne 5-10% når de er nye og økende etterhvert som de ble eldre. |
Nei, gjerne 5-10% når de er nye og økende etterhvert som de ble eldre. |
Nei, start batterier har svært høy selvutlading. |
| Vedlikeholdsfritt | Ja, trenger ikke påfylling av vann |
Ja, trenger ikke påfylling av vann |
Nei, trenger etterfylling av vann, oftere dess eldre batteriene er. |
Nei, trenger etterfylling av vann, oftere dess eldre batteriene er. |
| Lavt gassutslipp | Utslippet av knallgass er nesten ubetydelig |
Utslippet av knallgass er svært lavt |
Nei, kan gi fra seg mye eksplosjonsfarlig knallgass og må derfor plasseres på et ventilert sted. Åpne Deep Cycle batterier har gjerne ekstra høy gassutvikling. |
Nei, kan gi fra seg mye eksplosjonsfarlig knallgass og må derfor plasseres på et ventilert sted. |
| Fare for syrelekkasje | Ingen fare for syrelekkasje, selv om det blir slått hull på batteriet er syren bundet opp i glassfibermatten. |
Vil etterhvert lekke farlig syre om det blir veltet på siden eller opp/ned. Dersom det blir slått hull på vil syren renne ut. |
Lekker farlig syre om det blir veltet på siden eller opp/ned. Dersom det blir slått hull på vil syren renne ut. |
Lekker farlig syre om det blir veltet på siden eller opp/ned. Dersom det blir slått hull på vil syren renne ut. |
| Ingen avleiring av electrolytens virkestoffer | Ingen fare for avleiring |
Skjer om batteriene får lav ladespenning, samt i høye batterier. |
Skjer om batteriene får lav ladespenning, samt i høye batterier. |
Skjer om batteriene får lav ladespenning, samt i høye batterier. |
| Tåler frost | Tåler frost mye bedre enn batterier med flytende elektrolytt (syre). |
Fryser og blir ødelagt om det ikke er tilstrekkelig oppladet. |
Fryser og blir ødelagt om det ikke er tilstrekkelig oppladet. |
Fryser og blir ødelagt om det ikke er tilstrekkelig oppladet. |
| Lav indre motstand | Ja, tar vare på mer av den tilførte energien og kan "gi den fra seg" med minimale tap. |
Nei, mer energi går til spille både ved lading og forbruk. |
Nei, mer energi går til spille både ved lading og forbruk. |
Nei, mer energi går til spille både ved lading og forbruk. |
| Tåler vibrasjoner | Ja, tåler vibrasjoner bedre enn de fleste andre batterier. |
Nei |
Nei |
Nei |
| Tåler mange dyputladninger |
Deep Cycle AGM batterier tåler igjen dobbelt så mange dyputladinger som normale AGM batterier. |
/ Normale fritidsbatterier tåler mange flere dyputladninger enn startbatterier. |
|
Allerede etter et par-tre besøk på hytten kan batteriene bli ødelagt. |
| Egnethet i solcelleanlegg |
Det er dessuten viktig å se på batteriets indre motsand og selvutlading når man vurderer ulike modeller av AGM batterier |
|
|
 Det frarådes å bruke startbatterier i solcelleanlegg. |
Normale AGM batterier er svært godt egnet i solcellenalegg.
Vedlikeholdsfrie bly/syre batterier er gode batterier å bruke i solcelleanlegg som for det meste brukes om sommeren.
Beregning av kabeldimensjon i solcelleanlegg
I et typisk solcelleanlegg er det vanlig med en systemspenning på 12 Volt. Dette innebærer et problem, da noe av spenningen går tapt i ledningen når strømmen skal ledes langt. I vanlige bolighus med 230V installasjoner, er ikke dette noe problem da det ikke er så farlig om spenningen faller med 2-3 Volt. I et solcelleanlegg med 12 Volt er det imidlertid viktig, da f.eks. TV-en ikke vil fungere om spenningen faller fra 12 Volt til 10 Volt på vei fra batteri til TV. Det er derfor viktig at man hele tiden tenker på å få så korte strekk som mulig slik at solcellepanelet plasseres nær laderegulatoren og at laderegulatoren plasseres nær batteribanken.
For å unngå spenningstap, kan man kompensere med å bruke tykkere kabel. Under har vi satt opp en liten tabell som angir anbefalt kabeldimensjon ved ulike typer belastning.
Tabellen viser at dersom du skal ha et forbruk på 12W som ligger 1 meter unna, trenger du ikke tykkere kabel enn 0,5 mm2 for å unngå spenningstap. Har du f.eks. en TV som bruker 60W og som ligger 10 meter fra batteribaken, trenger du 6,0 mm2 tykk kabel.
Sammenlikning av lysstyrke fra Led pærer og glødepærer
Dessverre er det ikke slik at man på en enkel måte kan gange opp wattstyrken på en Led pære for å regne seg frem til hva det tilsvarer i lysstyrke fra en vanllig glødepære. Dette kommer av at ulike typer led gir ulik mengde lys i forhold til watt. Det man må gjøre er å sammenlikne oppgitte lumen på den aktuelle pærer mot tabellen til høyre.
Man skal imidlertidig ikke forstå denne tabellen som en fasit. Grunnen er at Led pærer ofte gir en viss annerledes lysfarge som gjerne vil føre til at man opplever lysutbyttet som kraftigere. Mange Led pærer har også en forholdsvis smal lysstråle, noe som gjør at man f.eks. i leselamper vil få en kraftigere lysstråle mot leseflaten enn fra tilsvarende "rundtlysende" glødepære med samme totale lysmengde.
Praktisk bruk av multimeter i solcelleanelgg
Et multimeter er et svært godt verktøy til feilsøking og installasjon i et solcelleanlegg. Under har vi derfor satt opp noen eksempler på enkel praktisk bruk av et multimeter.
Pass alltid på at målepinnene er koplet riktig på multimeteret. Den sorte målepinnen skal koples til kontakten som er merket COM, ofte er denne også sort. De fleste mulitmeter har som regel flere kontakter for rød målepinne og her varierer det hvilken du skal bruke ettersom hva du skal måle. Det skilles som regel mellom om du skal måle mye ampere eller spenning.
Måling av spenning
Sett multimeteret til å måle likespenning (strek med tre prikker under) inntil 200Volt. Hold den sorte målepinnen mot det ene kontaktpunktet (minus) og den røde mot det andre kontaktpunktet (pluss). Displayet vil da vise spenningen, f.eks. 12,4 Volt. En enkel måte å teste om man gjør dette riktig på er å måle på et batteri. Hold den sorte målepinnen på den negative polen på batteriet og den røde målepinnen på den positive polen. Derom displayet viser et minustegn betyr det at du holder feil målepinne mot feil pol.
Bestemme polaritet
Sett multimeteret til å måle likespenning (DC, strek med tre prikker under) inntil 200Volt. Dersom du er usikker på hva som er pluss og minus på en ledning som kommer fra batteriet kan du holde den røde målepinnen mot den lederen du tror er pluss og den sorte mot den lederen du tror er minus. Dersom displayet viser f.eks. 12,4 Volt har du tatt riktig. Dersom displayet viser et minustein først (f.eks. -12,4Volt) er det omvendt (den lederen du trodde var pluss er minus og den du trodde var minus er pluss). Denne fremgangsmetoden kan også være aktuell dersom du skal finne ut om du har koplet pluss og minus riktig til laderegulatoren. Når man installerer et solcelleanlegg kan det være lurt å bestemme seg for at f.eks. sort leder ALLTID er lik minus.
Typiske problemer og løsninger i solcelleanlegg
Jeg får ikke noe lading fra solcellepanelet
Ofte opplever vi at man kopler pluss og minus fra solcellepanelet feil. Det første du derfor bør sjekke (selv om du tror du har gjort dette riktig) er å sjekke at + fra solcellepanelet er koplet til + på laderegulatoren og at - fra solcellepanelet er koplet til - på laderegulatoren.
Neste trinn kan være å teste om det faktisk kommer noe spenning fra ledningene fra solcellepanelet. Kople ledningene fra laderegulatoren og mål spenningen. Når solen skinner skal denne spenningen ligge på rundt 20 Volt. Får du ikke noe utslag, må du sjekke kabelen frem til solcellepanelet. Du må også måle spenningen i koplingsboksen ved/på solcellepanelet. Får du spenning på ledningen ved laderagulatoren, men ikke noe lading, kan det tyde på dårlig kontakt et eller annet sted. Sjekk særlig koplinger som ligger utendørs.
Spenningen på batteriene faller veldig fort og laderegulatoren kopler ut forbruket etter kort tids bruk
Laderegulatoren må plasseres så nærme batteribanken som mulig, generellt ikke mer enn 1-2 meter fra batteribanken og man må bruke tykk nok kabel, tynnere kabel en 2,5mm2 skal man aldri bruke og ofte kan det være nødvendig med tykkere kabel. Dersom strekket blir for langt, eller kabelen for tynn blir laderegulatoren lurt av motstanden i kabelen til å tro at batteriene er tomme for tidlig.
Batteriene i solcelleanlegget kan være skadet, ha for liten kapasitet eller være av en uegnet type. Å bruke startbatterier eller "traktorbatterier" i et solcelleanlegg er ingen god ide. Disse er konstruert for å gi fra seg mye energi på kort tid og har dårlige egenskaper når det gjelder å holde på energien, samt å gi strøm over lang tid. Videre kan man oppleve at batterier med flytende elektrolytt fryser, noe som gjør de ubrukelige. Dersom batteriet er veldig nedtappet, fryser det ved 0 grader. Dersom hytta brukes på påskefjellet eller i vinterferien, kan feil batterivalg dermed være katastrofalt. Anbefalte batterier i solcelleanlegg er f.eks. AGM batterier som ikke kan fryse og som er konstruert for å holde på energien over lang tid.
For å finne ut om et batteri i batteribanken er skadet er det en enkel metode å lade opp alle batteriene. Man kopler de så ifra og måler spenningen på alle sammen og noterer den ned. Dagen etter måler man så spenningen igjen og sammenlikner denne med den man noterte ned dagen før. Har spenningen falt mye mer på ett batteri enn på de andre, kan det tyde på at dette er defekt. Generelt kan man også si at et batteri som er toppladet og som en til to dager senere har en lav spenning på f.eks. 11 Volt er defekt. Imidlertid kan man klare å "vekke det til live igjen" ved å ta det hjem og la det stå til lading med en batterilader over noen ukers tid.
Mange laderegulatorer har mulighet for å justere spenningen de skal kople ut ved. Et eksempel på det er våre CXN laderegulatorer. Dersom det er ønskelig at laderegualtoren skal kople ut forbruket litt senere kan det derfor være aktuelt å programmere laderegulatoren til dette.
En skal også huske på at batterier ikke har "evig" liv. Begynner de å bli noen år kan det hende at de rett og slett begynner å bli utslitt. Hvor lang levetid batterier har varierer veldig, og spørst mye på bruk og hvilke type batteri det er.
LED eller sparepæren min virker ikke.
Selv om E27 sokkelen skal være standardisert, så er det litt forskjell fra produsent til produsent, både når det gjelder pærer og selve sokkelen. Enkelte pærer kan muligens være litt "buttere", mens andre er "spissere". Dersom du tidligere har brukt pærer som er "butte" kan kontaktpunktet på siden av sokkelen ha blitt presset/bøyd litt for langt inn, slik at pærer som er "spisse" ikke kan skrues langt nok inn til å få kontakt med kontaktpunktet på siden av sokkelen. Du kan da bruke f.eks. et skrujern og bøye dette FORSIKTIG tilbake igjen. Pass på at det ikke er strøm tilkoplet når du gjør dette! Å få kontakt med kontaktpunktet i bunnen/senter av sokkelen er ofte ikke noe problem, det er som regel kontaktpunktet på siden som skaper problem.
Jeg vet at pæren får kontakt på begge kontaktpunktene, men den lyser fortsatt ikke.
I motsetning til glødepærer er 12V LED og 12V sparepærer også avhengig av at pluss og minus er riktig koplet. De skal som regel ha pluss på "spissen" og minus "rundt". Pærene er merket med pluss og minus. For pærer som ikke har skrusokkel f.eks. G4, MR16 og GU10 kreves det også at pluss og minus er riktig koplet. Pæren er merket med hvilket punkt som skal ha pluss og hvilket som skal ha minus. Dette gjelder ikke for polaritetsuavhengige pærer. De virker uavhengig av hvordan pluss og minus er koplet.