Planlægningshjælp til et fotovoltaisk system

Læsetid 6 minutter

Opdateret - 2. juni 2024

Det er ikke raketvidenskab at sætte et solcelleanlæg op, men det kræver en vis orientering, som denne planlægningshjælp har til formål at give i forbindelse med et eksemplarisk solcelleanlæg.

For de juridiske bestemmelser, der gælder for installation og idriftsættelse af solcelleanlæg, se her. Solcelleanlæg, der drives på det offentlige net og genererer mere end 600 W strøm, skal godkendes af en autoriseret elvirksomhed. Som regel håndterer denne virksomhed også registreringsproceduren.

Ønskeliste

Systemet skal generere omkring 2 kW strøm, have en reserve til udvidelse til 4 kW, bestå af så få moduler som muligt, levere strøm selv i tilfælde af strømsvigt, ellers minimere det afgiftspligtige elforbrug på solrige dage og være monteret på et sydvendt skråtag.

Når ønskelisten er færdig, er det tid til at vælge komponenterne. En komplet Reservedelsliste er anført i slutningen af denne artikel.

Solcellemoduler

Det første, man skal tage højde for her, er de officielle bestemmelser: I Tyskland er moduler kun tilladt til tagmontering med et glasdækningsareal på op til 2 kvadratmeter. Større moduler er kun tilladt til fritstående installation. Og nej, det er ikke det faktiske "glas"-dækningsareal, der tæller, men, hvordan kunne det være anderledes, modulets ydre dimensioner, dvs. inklusive rammen ...

Skal læses i MVV BT, under B 3.2.1.25 og B 3.2.1.27.

Det betyder, at 450 W-moduler generelt er den øvre grænse. Hvis du vil holde dig nogenlunde til effektgrænsen på 2 kW, skal du installere 6 x 330 W og dermed opnå 1.980 W. Under hensyntagen til effektiviteten på 19,7 % falder valget på et modul fra Heckert Solar, som NEMO 2.0 60Mmed målene 1.670 x 1.006 mm til omkring 400 euro. Med 6 enheder betyder det i alt ca. 2.400 euro.

Parallel / serieforbindelse

Testspørgsmål: Hvorfor er 6 x 330 W = 1.980 W og ikke 5 x 400 W = præcis 2.000 W?

Et kig på specifikationerne for den planlagte inverter afslører, at den kræver mindst 64 V DC åben kredsløbsspænding for at fungere pålideligt, med et maksimum på 145 V DC.

330 W-modulerne genererer en tomgangsspænding på 41,1 V. Tre af disse forbundet i serie resulterer i 41,1 + 41,1 + 41,1 = 123,3 V DC ved 990 W.

Hvis en anden serie på tre moduler forbindes parallelt, er resultatet - stadig - 123,3 V, men nu 2 x 990 W = 1.980 W.

Parallelforbindelser skal altid foretages med samme spænding og derfor samme antal moduler. Grænseværdien her er inverterens (anbefalede) maksimale nominelle effekt på 4.800 W. Der kan derfor maksimalt parallelforbindes 14 moduler, men så vil startspændingen, den minimale tomgangsspænding på 64 V, ikke blive nået.
Alternativt kan man forestille sig en parallelkobling af 7 moduler og en seriekobling af en anden parallelkobling med 7 moduler. Dette ville resultere i 7 x 330 W = 2.310 W x 2 = 4.620 W ved 2 x 41,1 V = 82,2 V, hvilket opfylder alle inverterens specifikationer.

Seriekredsløbet har derimod inverterens maksimale tomgangsspænding som øvre spændingsgrænse, i dette tilfælde 145 V. Da man ikke skal skubbe til grænserne, men holde sig til den anbefalede spændingsværdi, som her er angivet til 115 V, er man godt på vej med 123,3 V.

Materiale til montering

Med en given modulbredde på 1.006 mm giver det en nødvendig monteringsskinnelængde på 6 x 1.006 = 6.036 mm, plus 5 x 12 mm modulafstand (= 60 mm) til midterklemmerne og 2 x 10 mm (= 20 mm) til endeklemmerne, dvs. 6.116 mm i alt.

Til monteringen af de 1.670 mm lange moduler skulle der bruges tre skinner på hver 4.400 mm, hvoraf den ene er skåret til i en længde på ca. 2.000 mm.

Der skal bruges 10 midterklemmer og 4 endeklemmer. Skruer til fastgørelse 14 stk. Profilforbinder 2 stk.

Et udvalg af de forskellige produkter fra Schletteren af de førende leverandører af PV-monteringssystemer.

Materiale til tagmontering

Monteringsskinnerne holdes fast på lægterne (dem, som taglægterne er fastgjort til, dvs. dem, der løber vinkelret på tagskægget) ved hjælp af tagkroge.

Selvom tagkroge ikke nødvendigvis er den mindste del af omkostningerne, skal de have særlig opmærksomhed: Hele investeringen afhænger bogstaveligt talt af dem!

Der findes tagkroge til en lang række forskellige tagstensformer. Det er derfor vigtigt først at bestemme, hvilken tagsten der skal bruges, og derefter vælge tagkroge. Der skal være en tagkrog pr. monteringsskinne til hver lægte. Med tre monteringsskinner skal der beregnes tre gange så mange tagkroge.

Der skal bruges mindst to skruer til at fastgøre hver tagkrog i lægterne. Det giver dobbelt så mange skruer i forhold til antallet af tagkroge.

Hver pande skal omhyggeligt forsynes med en fordybning til støttekrogen ved hjælp af en slibemaskine. Krogen bør heller ikke hvile direkte på den nederste pande for at forhindre, at den (ældre) pande knækker under vindtryk eller snebelastning, så der bør også være lidt spillerum over krogen på undersiden af panden.

Man bør undgå for store udsparinger for at forhindre hvepse, andre skadedyr eller vindstød i at få adgang.

Installationen af tagkrogene er her beskrevet i detaljer.

Inverter

Der kræves en hybrid inverter, f.eks. Steca Solarix PLI 5000-48 til 899,- Euro. Steca er et andet varemærke fra KATEC-virksomheden, som også ejer varemærket Kostal og står for lang levetid og pålidelighed.

Den har en nominel effekt på 4.800 W, sikret med en afbryder på 40 A, en nominel batterispænding på 48 V, med en maksimal ladestrøm via PV og AC-spænding på 140 A, nominelt 80 A. AC-tilslutningen er 6 ... 12 mm²DC-side mindst 35 mm² (bedre 50 mm²) er foreskrevet.

Vægmonteringen udføres ved hjælp af tre 5 mm skruer, som er ikke er inkluderet i leveringsomfanget.

Når du vælger installationsstedet, skal du sørge for permanent tilgængelighed og den kortest mulige kabelrute til AC-forbindelsen og især(!) forbindelsen til batterierne for at undgå unødvendige tab.

En LAN-kabelforbindelse til routeren eller switchen bør også overvejes til konfigurations- og diagnoseformål.

Føringen af de tre kabelstier (AC, DC, LAN) i separate Installation af rør passende diameter er tilrådeligt. Kablerne må aldrig løbe i en kabelkanal.

Batterier

Valget af batteritype afhænger primært af investeringsviljen: LiFePo4-batterier koster to til tre gange så meget som konventionelle AGM-batterier til solceller, men vejer kun omkring en tredjedel, hvilket er ubetydeligt for stationære installationer. I en autocamper derimod tæller hvert eneste sparede kilo.

Den største forskel mellem LiFePo4 og AGM, bortset fra energikilden og den anvendte vægt, er, at LiFePo4-batterier opretholder deres spænding næsten på samme niveau i hele afladningsperioden, mens AGM-batterier har et hurtigere spændingsfald.

Kvalitetsforskelle afspejles især i antallet af garanterede afladningscyklusser og den garanterede kapacitet, der stadig er tilgængelig, når disse er nået.

Kvaliteten af AGM-batterier er den samme, men forskellene her er marginale, hvis man foretrækker velkendte producenter. Erfaring og kvalitet er gensidigt afhængige og derfor også prisen.

Forresten: Man regner normalt i kW, når det drejer sig om strøm. Batteriets ydelse i kWh beregnes ud fra batterikapaciteten i Ah ganget med spændingen i V. Et batteri på 250 Ah med 13,6 V leverer derfor 250 x 13,6 = 3.600 Wh, eller 3,6 kWh.

En god oversigt over LiFePo4-batterier kan findes her HjemmesideEt anbefalet AGM-batteri er f.eks. disse.

Når du tilslutter batterierne, skal du altid tage højde for de muligvis meget høje strømme (140 A og mere er ikke ualmindeligt) med hensyn til de kabeltværsnit, der skal bruges (50 mm² og meget mere)! AC- og DC-strømme er angivet i den linkede tabel, da kabelbelastningen er forskellig for AC og DC.

Beregning af kabeltværsnit

Det nødvendige tværsnit af kobberkabler til DC-applikationer kan beregnes her, og det samme kan spændingsfaldet. De gule felter kan redigeres:

Reservedelsliste

Elektrisk installation

• Steca Solarix PLI 5000-48 hybrid inverter
• ? x Batterier 12 V 260 ... 280 Ah (AGM / LiFePo4)

• ? m AC-kabel 3 x 6 mm²
• 3 x rørformet kabelsko 6 mm²
• DC-kabel (rød/sort) 35 mm²
• 2 x ringkabelsko 35 mm² M6
• Automatisk afbryder 40A (f.eks. ABB S201B40 S201-B40)
• Valgfrit: RCD 40A (ABB F202A-40/0.03 2-polet type A)
• 3x installationsrør (plus antal stykker i henhold til den samlede nødvendige længde)
• Holder til installationsrør
• ? x Torx-skruer 4 x 40 mm / propper til montering af rørholdere
• 3 x Torx-skruer 5 x 60 mm / dyvler til invertere
• ? m DC-kabel 35 mm² eller større
• ? x Ringkabelsko / polstik til batteripoler
• ? x Sikringsholder til ANL-sikringer med høj strømstyrke
• Identisk antal ANL-højstrømssikringer
• Valgfrit: batterisparekontakt (bemærk maks. koblingskapacitet)

Solcellemoduler og kabler

• 6 x 330 W NEMO 2.0 60M
• 2 x Y-stik til parallelkobling af de 3 seriekoblede moduler
• 1 x den nødvendige kabellængde fra plusforbindelsen på det første modul til Y-stikket (f.eks. rød +)
• 1 x den nødvendige kabellængde fra minusforbindelsen på det tredje modul til Y-stikket (f.eks. sort -) - den serielle forbindelse mellem plus og minus på modul 1, 2 og 3 etableres via kabelstikkene, der er placeret på modulerne
• 1 x den nødvendige kabellængde fra plustilslutningen på det sjette modul til Y-stikket (f.eks. rød +)
• 1 x den nødvendige kabellængde fra minusforbindelsen på det fjerde modul til Y-stikket (f.eks. sort -) - de serielle forbindelser mellem plus og minus på modul 4, 5 og 6 etableres via kabelstikkene, der er placeret på modulerne
• 1 x ønsket kabellængde fra det midterste Y-stik til inverteren (f.eks. rød +)
• 1 x ønsket kabellængde fra det midterste Y-stik til inverteren (f.eks. sort -)

Materiale til tagmontering

• 3 x Schletter monteringsskinne Eco05 4.400 mm
• ? x Tagkroge - i henhold til eksisterende lægter og tagstensdesign
• 2 x antal tagkroge - Skruer til fastgørelse i lægten

Værktøj

• Crimptang til rørformede kabelsko op til 10 mm²
• Crimptang (med langt håndtag eller hydraulisk) til ringterminaler op til 50 mm²
• Phillips-skruetrækker
• Boremaskine / batteridrevet skruetrækker
• (Murværk) bor / skruetrækkerbits
• Skralde-sæt / momentnøgle 1 ... 3 Nm
• Kapsliber / skæreskive til beton
• Kabeltromle med passende kabellængde

Noter

Reservedelslisten gør ikke krav på fuldstændighed og er kun en vejledning i de materialer og værktøjer, der kræves. Afhængigt af de faktiske krav kan det være nødvendigt at tilpasse eller supplere alle komponenter med yderligere elementer.

Alt elektrisk installationsarbejde skal udføres af kvalificeret personale i overensstemmelse med de gældende regler. Når der arbejdes på elektriske installationer, skal de altid være sikkert spændingsløse!
For at informere uindblandede tredjeparter skal der sættes passende skilte på slukningsanordningerne, så længe arbejdet står på.

p.s. Hvis du har brug for personlig støtte til realiseringen mod betaling, er du velkommen til at sende en Booking Lav!