DIY projekt
Solceller
För 'Offgrid' användning eller som komplement (Reservkraft)


INDEX
  • Inledning
  • Senast uppdaterat
  • Mäta / Övervaka
  • Laddning
  • Batteribank
  • Belastning
  • Budget / Transport
  • Referenser/Länkar
  • 'Disclaimer'



    Lite tekniska data:
    16st 12V Batterier á 100Ah
    = totalt 1600Ah = 19,2kWh
    (24V x 800Ah = 19200Wh)
    1st 60A 24V MPPT 3kW controller i steg 1
    1st 100A 48V MPPT 5kW controller i steg 2
    1st 3kW 24/230V inverter i steg 1
    1st 3kW 24/230V inverter i steg 2
    6st 400W Solpaneler (2,4kW) i steg 1
    6st 500W Solceller (3,0kW) i steg 2

    Hela anläggninge är delad i två separata delar, bygger 'halva' anläggningen forst för att kunna prova ut lite olika delar.
  • Inledning
    Vi har använt solceller tidigare, bl.a. i sommarstuga / husbil och vid 'field-day' aktiviteter med amatörradio, det har varit mindre fasta och portabla 12V installationer, alla < 200W.

    Nu projekterar vi en lite större 'PROV' anläggning för 'permanent' drift i våran åretrunt bostad.

    Några grund förutsättningar för anläggningen: Ska INTE användas för leverans av energi utanför egna behov. Ska INTE täcka alla energibehov, framför allt inte på vintern.


    Batteri / Elektronikskåp
    Senast uppdaterat
    2021.09.04 Svetsade ihop den första batteri hyllan, använder 30x30mm fyrkantrör. Höjden mellan hyllorna är 25cm, (Batterierna är 23cm höga), total höjd inkl. batterier är 113cm, total bredd är 56cm = batteriernas längd, hyllans djup är 31cm - I varje hylla har vi två batterier i bredd.


    Batterihylla med 2st batterier / Hyllan lackerad

    2021.08.30 Nu börjar fundamenten att komma, fick hem 4st idag. Resterande fundament är också färdiga, men jag måste åka och hämta själv.


    4st rejäla betong fundament

    21.08.20 När vi kom hem igår e.m. så står det en pall med 6st solceller på gården. Dom fem översta har flyttat sig lite i längsled under transporten, det har gjort att trycket har blivit lite för stort på ena aluminium sargen på den understa solpanelen, själva cellerna och glaset verkar att ha klarat sig bra.


    6st nya solceller

    Solcellerna är av typen 'Leapton LP158*158-M-72-MH-400W', helf-cells, Monocrystalline, Helsvart, storlek 2008 x 1002 x 40 mm - Tekniska data framgår av bilden ovan.

    Leapton_158-72M
    datasheet


    2021.08.18 Då vi har ett EL-abonnemang med s.k. 'dubbel-tariff' så planerar vi att ladda våran batteribank med lågtariff under perioden November-Mars kl. 22:00--06:00 (om det behövs),- för att sedan kunna köra på batteri under tid med högtariff (Dagtid)

    Det är även under denna tidsperion som solcellerna ger minst laddning. Tittar just nu på 'VICTRON ENERGY Centaur' 24VDC/40A laddare. Tittar även på tids-relä för automatiskt till/frånslag av laddaren.

    VICTRON CENTAUR Datablad
    VICTRON CENTAUR Användar manual





    VICTRON CENTAUR 24V Laddare

    2021.08.14 Lånade hem ett fint litet grävaggregat 'TARMO TAR001', kör det bakom våran Valmet 604, får betong plintarna tillverkade inom den närmaste tiden. Fick dessvärre besked från 'solshoppen.se' att dom 'Leapton 360 W' solceller vi beställt inte fins i lager - Dom skickar en 400W variant i stället, för samma pris!


    Grävaggregat 'TARMO TAR001'

    2021.08.12 Har nu alla delar som behövs för EL installationen, använder en 40cm lång DIN-skena för att montera allt så snyggt som möjligt. Gör en skiss på inkoppling och märkning i EL skåpet.


    Koppling DIN skena / märkning

    På DIN skenan, från vänster:
    1. Överspännings-skydd för solceller
    2. 63A DC-Säkring / frånskiljare för solceller
    3. 63A DC-Säkring / frånskiljare (Laddning)
    4. 150A DC-Säkring / frånskiljare neg. (INVERTER IN)
    5. 150A DC-Säkring / frånskiljare pos. (INVERTER IN)
    6. 32A DC-Säkring / frånskiljare (24VDC Förbrukare)
    7. 5p kopplingsblock för nolla & skyddsjord
    8. 10A AC-Säkring / frånskiljare (230VAC Förbrukare)
    I kopplingen saknas tids-relä och kontaktor (Relä) för inkoppling av laddare, den ska kopplas in automatiskt, November-Mars 22:00--06:00 (Natt/Lågtaxa) för att batterierna ska vara maximalt laddade under tid med högtaxa (November-Mars 06:00--22:00

    2021.08.11 Ritar och 3D-printar 2st isolator / DIN hållare till 150A automat avskiljare.


    150A isolator / DIN hållare, skiss / 3D rendering

    2021.08.07 Ändrade mina stativ skisser, nu med justerbar vinkel 20-50° för att kunna ändra vinkel sommar & vinter.


    Ny 3D skiss med justerbar vinkel 20-50° / framsida (syd)


    Ny 3D skiss med justerbar vinkel 20-50° / baksida

    2021.08.06 Det mesta av material är nu på plats eller beställt / på väg. 60A JNGE JN-MPPT-BL solar controller med RS485 --> Ethernet/WiFi/USB converter för fjärr övervakning.


    JNGE controller / RS485 --> Ethernet/WiFi/USB converter

    3kW 24VDC --> 230VAC 'FLAMEZUM' inverter (oövervakad) - Planerar att använda en Victron 500A smartshunt[R6] för övervakning av batteristatus via bluetooth.


    24VDC --> 230VAC inverter


    Victron 500A smartshunt / Inkoppling

    2021.08.02 Har nu beställt dom första solpanelerna, det blev 6st 360W / 32V paneler. Total effekt blir då 2,16kW. 3D ritar ett stativ för montering på mark. Lutningen på solpanelerna blir 50° - Kan ändras för att på vintern ställas i ca. 30° som lägst.


    3D skiss på mark ställning / framsida (syd)

    Valde LEAPTON LP-166 solpaneler, dom ska ge 360W @ 10,68A Max (33,7Vx10,68A=359,9W)(Den contoller vi valt klarar MAX 60A in från panelerna) - solpanelerna har dimensionen L1765mm x B1048mm x H35mm.


    3D skiss på mark ställning / baksida

    Planerar att använda vanlig jordkabel N1XV 5x16mm2 för inkoppling av solcellerna in till laddcontroller (33VDC/60A) - Har även beställt 6st betongfundament enl. skiss.


    FKKJ Jordkabel 3x16+16mm2 / Fundament

    2021.08.01 Beräknar möjlig 'inkommande' energi, hittade verktyget 'PVGIS'[R1] (PHOTOVOLTAIC GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM) - Ett online verktyg för beräkning av solcell-system.


    Dump från 'PVGIS' verktyget

    Bilden ovan är en grov kalkyl, har inte lyckats ladda upp den faktiska månads förbrukningen, kör med 'jämn' förbrukning på 4,9kWh per dygn

    2021.07.29 Har beställt s.k. 'busbars' (Strömskenor) för koppling av batteribank. Strömskenorna är tillverkade av ren koppar med har dimensionerna (B)5mm x (H)20mm x (L)498mm, arean är 100mm2, dom ska klara upp till 320 Ampere.


    'Busbar' strömskena / 25mm2 Rörkabelsko

    2021.07.26 Planerar att använda ett styr-relä (växlande) för att koppla in nät drift vid behov. Växling från batteridrift till nätdrift ska kunna ske automatiskt under vissa förutsättningar.

    Dessa är:
    • Batterispänning går under det i ladd-styrningen förinställda värdet 'Under', återgår när värdet 'Under-R' uppnåts.
    • Vid lågtariff (Nov--Mars 22:00--06:00) kommer även en laddare 24VDC 25A att kopplas in.
    • Manöver står i läge 'AUTO'

    Styr-relä / DIN hållare

    2021.07.23 Försöker beräkna hur mycket inmatad effekt (Antal solceller) vi kan få plats med på vårat tak / södervägg, där är maximalt 80m2 yta ledigt. Våra solfångare tar också upp yta, och dom ska få sitta kvar.

    I ett första steg är planen att få upp solpaneler som kan ge 2,3kW (Max) - Det är lite mindre än hälften av beräknat effekt behov.


    Kopplings schema (Halva anläggningen)

    2021.07.11 Gör en kostnads-sammanställning av våra EL-kostnader från 2020.06 --> 2021.05 (Ett år) - Lägger upp ett kalkyl-ark med kostnaderna fördelade på fasta kostnader (Röda/Kan inte påverkas) och rörliga kostnader (Gröna/Kan förändras).
    • Fasta kostnader (Röda/Kan inte påverkas) är kostnader för abonnemang och fast 'EL-handelsavgift' och moms för dessa kostnader.
    • Rörliga kostnader (Gröna/Kan förändras) är energi kostnader och kostnader för transferering, energiskatt och moms för dessa kostnader.
    • Sammanställning / EL-Kostnad enl. fakturor 2020-21
    • Kalkyl / EL-Kostnad med beräknad besparing
    Beräknad kostnadsminskning är basserat på en uppskattad besparing per månad. Med större besparing, upp till 80% Maj-Augusti och så lite som 10-20% i Dec-Mars. Ev. 'besparing' beräknas i exemplet bli 5677,51kr

    2021.07.11 Påbörjar kostnads sammanställning, den ligger längst ner på sidan under Budget / Transport

    2021.07.11 Fick hem ytterligare ett lass med 11 st 100Ah AGM batterier. Har nu totalt 22st för test.


    En pall kommer lastad med ytterligare 11st 100Ah AGM batterier

    Har även inhandlat ett instrument för att kunna konditionstesta mina batterier. Det är lite extra viktigt då det är begagnade batterier det är frågan om. Återkommer med test resultat...


    Batteri test instrument / Effekt monitor modul

    Inhandlar några 'PEACEFAIR PZEM-061 Voltage Current Power Energy Meter' för att hålla koll på 230V AC belastning, använder samma modul i våran 'DIY' Reservkraftsomkopplare


    Anslutningskontakt för solceller / 150A DC säkring

    Beställde även 10par anslutningskontakter 'MC-4' för anslutning av solceller, samt 150 ampere DC säkringar / brytare för till / frånkoppling av inverter omformare.


    Mäta / Övervaka
    Startar vårat solcells projekt med att sätta ihop ett system för att kunna övervaka våran energi användning bättre. Detta görs för att kunna anpassa anläggningen, alt. förändra våran förbrukning så att den bättre matchar tillgång på energi från solcellsanläggningen.


    GPIO volt / ström sensor HAT / Raspberry-Pi™ modell 3B+

    Planerar att använda en Raspberry-Pi™ modell 3B+ och ta in 'Analoga' mätvärden med en '
    sensor HAT' [R3] på GPIO (i2c) ingångarna.


    AC Volt-Amp monitor 'PZEM-061' / DC Volt-Amp monitor 'DSN-VC288'

    Kommer att använda display moduler för att kunna monitorera funktion i realtid. Använder två 50A moduler 'DSN-VC288' för att visa DC spänning för laddning och direkt 24V DC uttag, samt två moduler 'PZEM-061' för att hålla koll på förbrukning via 230V AC inverter / omformare.

    Tanken är att ström sensorerna som används med modulerna även ska kunna användas för att hämta i mät data till Raspberry-Pi™ mät-datorn.

    Använder både Raspberry Pi och Arduino datorer för att mäta och styra. Några av mina tidigare DIY mät / styr projekt:
    1. DIY projektet DIY LoRa-Gateway
    2. DIY projektet DIY LoRa-Client
    3. DIY projektet 433.92MHz Controller
    4. DIY projektet 1-Wire system

    Laddning
    Har beslutat att bygga ett system för 24V, allternativet skulle vara att bygga ett 48V system, med tycker mig se att där inte är samma utbud på prisvärd utrustning för 48V. Beräknar laddningsbehovet till ca. 40-60A (MAX)

    Har fastnat för en prisvärd controller '
    EA Sun Power MPPT 60A'


    60A MPPT Controller / 150W, 12V Monocrystalline Solcell

    Planen är att använda fyra (eller fem) par solceller serie kopplade** 12V / 180W (eller 150W) solceller

    **kopplade 2 & 2

    Tekniska data / 150W, 12V Monocrystalline Solcell
    ======================================
    Nominal power .................................. 150W
    Maximum / peak voltage (Vmp) ................... 16.6V
    Idle voltage (Voc) ............................. 20.3V
    Maximum / peak current (Imp) ................... 9.04A
    Short-circuit current (Isc) .................... 9.61A
    Output tolerance ............................... ± 3%
    Temperature coefficient of Isc ................. (010 +/- 0.01)% / l
    Moderate coefficient of Voc .................... - (0.38 +/- 0.01)% / l
    Moderate power coefficient Voc ................. -0.47% / ℃
    Temperature range .............................. -40 ° C to + 80 ° C.
    Frame .......................................... High-performance aluminum
    Performance guarantee .......................... 90% within 10 years 80% within 25 years
    Type of glass and its thickness ................ Iron-poor, highly transparent 
                                                     tempered glass of 3.2 mm
    Size ........................................... 1315 * 665 * 35 mm
                                                     (51.8 "x26.2" x 1.4 ")
    

    Solcellerna avsäkras sepparat med 8A säkring, vid intag till controller avsäkras med 50A DC-Brytare och överspännings-skydd.


    Säkring för solcell / Överspännings-skydd

    Har använt solceller tidigare, bl.a. i sommarstuga / husbil och vid 'field-day' aktiviteter med amatörradio. Några av mina tidigare DIY projekt:
    1. Laddar batterier med solcell i min Husbil
    2. Bygger / DIY BatteriBox / Sol laddare PowerBox.v.1.0

    Batteribank
    Använder 'en hög' med begagnade 12V / 100Ah UPS / AGM (AbsorbedGlassMat) batterier, totalt ca 1600Ah - Kopplar dessa två & två i par, får då 24V batterispänning. Sedan parallell kopplas 2 x 4 par ihop. Det ger en total kapacitet på 1600Ah eller 24V x 800Ah = 19200Wh (19,2kWh)


    3D modell på batteri hylla / Batteri koppling (Per hylla)

    För att få jämn laddning / belastning över batterierna används s.k. 'busbars' (Strömskenor) med exakt lika långa 25mm2 anslutningskablar för alla anslutningar (se skiss) - Strömskenorna och anslutningskablarna dimensioneras för att klara ström upp till 320 Ampere.

    Batteriernas fysiska storlek = L558mm x B126mm x H230mm (39Kg) - Fabrikat / Modell = FIAMM /
    MONOLITE 12 FIT 100/23


    12V / 100Ah AGM Batterier


    Belastning
    Det mesta av förbrukningen kommer att styras via 24V/230V (DC/AC) inverter omvandlare, det som i första hand ska strömförsörjas är dom förbrukare som i nuläget är kopplade till reservkraft intag.

    Största skillnaden är nu att allt kommer att drivas från batteribank med 24V/230V (DC/AC) inverter omvandlare, och att anläggningen kommer att vara igång 24/7/365.


    3500W 24VDC-->230VAC Inverter / DC-Brytare

    Använder DC-Brytare / Säkringar typ C60H-DC för att skydda solceller / MPPT Controller och inverter.



    3500W Inverter data

    Dom omformare vi tittat på ska lämna ren sinusvåg vid linjär belastning. (Se data ovan) Effektiviteten är ca. 92%, det borde innebära att invertern vid max belastning (3,5KW) tar 3,8KW inmatad effekt, vid 24V batterispänning är det lite över 150Ampere!
    1. Bygger ihop en 'DIY' Reservkraftsomkopplare

    Kostnader / Budget

    1st Batteri test instrument ........................... 579,30 (OK!)
    3st 'PZEM-061' mätmodul (AC) .......................... 529,43 (OK!)
    2st 'DSN-VC288 mätmodul (DC) .......................... (Ej beställda)
    1st Raspberry-Pi™ modell 3B+ .......................... 200,00 (Beg.)
    2st GPIO volt / ström sensor HAT ......................
    10par anslutningskontakter 'MC-4' ..................... 257,87 (OK!)
    5st 'Inline' säkringshållare 'MC-4' ................... 428,37
    2st 150 ampere DC säkringar / brytare ................. 460,27 (OK!)
    2st 2P 32A/DC säkringar / brytare ..................... us$ 44  
    2st 2P 50A/Dc säkringar / brytare ..................... (Ej beställda)
    2st 2P överspänningsskydd ............................. 565,72
    20st 16mm2 Ring-kabelsko .............................. 159,80 (OK!)
    50m Nexan RQ1X16mm2 kabel ............................ 1519,00 (OK!)
    10st 25mm2 Ring-kabelsko ............................... 89,90 (OK!)
    4st Busbar skenor ...................................   883,17 (OK!)
    35m 25mm2 kabel ..................................... 5 670,00 (OK!)
    1st 3500W Inverter .................................. 3 675,00
    1st 60A MPPT Controller ............................. 2 153,00
    1st Ethernet/WiFi/USB converter .....................   691,96 (OK!)
    6st 360W, 33V Monocrystalline Solcell .............. 10 495,00 (OK!)
    summa .............................................. 28 355,79 (Prel)
    

    Länkar / Leverantörer / Referenser Honors to the brains behind - 'Äras den som äras bör' - som talesättet säger. Som vanligt så är det inte vi som kommit på allt detta. Här hittar ni länkar till referenser och leverantörer.

    [R1] 'PVGIS' beräkningsverktyg @
    EU SCIENCE HUB
    [R2]
    [R3] https://www.waveshare.com/wiki/Current/Power_Monitor_HAT
    [R4] Om batterier och batteri ekonomi @ www.reps.fi
    [R5] Användar manual JNGE JN-MPPT-MINI/AL/BL/CL Controller
    [R6] Användar manual Victron 500A smartshunt
    [R7] Användar manual JNGE MPPT WiFi / LAN connectivity
    [R8] Användar manual JNGE MPPT Remote connectivity
    [R9] Användar manual HF2211 converter


    'Disclaimer'
    The information given on this page is given on an 'As Is' basis and aimed for NON COMMERCIAL use only. The author can not be held responsible for any use of the information. Any registered product / trademark or company name on the page is the property of their respective owners.

    Notera!
    Det är helt personliga reflektioner och upplevelser vi skriver om på den här sidan, dessa är inte några 'Expert' kommentarer / utlåtanden. Vi rekommenderar INTE att någon ska göra dom ändringar / Modifieringar som vi gjort och som beskrivs på denna sida, då dessa HELT SÄKERT gör att alla garantier som leverantören utställt OMEDELBART upphör.

    Våra tester och slutsatser kan INTE, och ska INTE tas för intäkt att samma eller motsvarande resultat eller upplevelse kan erhållas eller efterliknas någon annanstans eller av någon annan.


    Go Back!


    ©2010--2018 SM2YER Goran