Planeringshjälp för en solcellsanläggning

Lästid 6 minuter

Uppdaterad – 2 juni 2024

Att sätta upp ett solcellssystem är ingen raketvetenskap, men det kräver en viss orientering, vilket detta planeringshjälp skulle vilja ge här i samband med ett exemplariskt solcellssystem.

För de lagliga föreskrifterna för installation och driftsättning av solcellsanläggningar, se här. Solcellsanläggningar som drivs på det allmänna elnätet och genererar mer än 600 W effekt ska vara godkända av ett godkänt elföretag. Denna sköter vanligtvis även registreringsproceduren.

önskelista

Systemet ska generera cirka 2 kW effekt, fortfarande erbjuda en expansionsreserv på 4 kW, bestå av så få moduler som möjligt, leverera el även vid strömavbrott, annars minimera den debiterbara elförbrukningen soliga dagar och monteras på sadeltak i söderläge.

När denna önskelista har bestämts är det dags att välja komponenterna. En komplett sådan BOM listas i slutet av denna artikel.

PV-moduler

Det första att ta hänsyn till här är den officiella formen: i Tyskland är moduler med en glasyta på upp till 2 kvadratmeter endast tillåtna för takinstallation. Större moduler är endast godkända för installation i öppna utrymmen. Och nej, det är inte själva "glas" täckytan som räknas, utan snarare, hur kunde det vara annorlunda, de yttre måtten på modulen, d.v.s. inklusive ramen...

Kan läsas i MVV BT, där under B 3.2.1.25 och B 3.2.1.27.

Detta innebär att 450 W-moduler vanligtvis är den övre gränsen. Vill du hålla dig till effektgränsen på 2 kW installerar du 6 x 330 W och uppnår därmed 1 980 W. Med hänsyn till effektiviteten på 19,7 % faller valet på en modul från Heckert Solar NEMO 2.0 60M, med måtten 1 670 x 1 006 mm till cirka 400 euro. För 6 stycken är summan cirka 2 400 euro.

Parallell/seriekoppling

Testfråga: varför 6 x 330 W = 1 980 W och inte 5 x 400 W = exakt 2 000 W?

Tja, en titt på specifikationerna för den planerade växelriktaren avslöjar att den kräver minst 64 V DC tomgångsspänning för att fungera tillförlitligt, och maximalt 145 V DC.

330 W-modulerna genererar en tomgångsspänning på 41,1 V. Tre av dessa seriekopplade ger 41,1 + 41,1 + 41,1 = 123,3 V DC vid 990 W.

Om du parallellkopplar en andra serie med tre moduler blir resultatet – fortfarande – 123,3 V, men nu 2 x 990 W = 1 980 W.

Parallellkopplingar ska alltid utföras med samma spänning och därmed samma antal moduler. Här är gränsvärdet växelriktarens (rekommenderade) maximala nominella effekt på 4 800 W. Man skulle alltså kunna koppla max 14 moduler parallellt, men då skulle man inte nå startspänningen, minsta tomgångsspänning på 64 V .
Alternativt skulle en parallellkoppling av 7 moduler och en seriekoppling av en andra parallellkoppling innefattande 7 moduler vara tänkbar. Dessa resulterar då i 7 x 330 W = 2 310 W x 2 = 4 620 W vid 2 x 41,1 V = 82,2 V, vilket innebär att alla specifikationer för omriktaren är uppfyllda.

Seriekopplingen har däremot växelriktarens maximala tomgångsspänning som övre spänningsgräns, här 145 V. Eftersom man inte ska pressa något till gränsen utan hellre hålla sig till det rekommenderade spänningsvärdet, vilket ges här som 115 V, 123,3 V är bra i loppet.

Monteringsmaterial

Givet en modulbredd på 1 006 mm är den nödvändiga monteringsskenans längd 6 x 1 006 = 6 036 mm, plus 5 x 12 mm modulavstånd ( = 60 mm) för mittklämmorna och 2 x 10 mm ( = 20 mm) för änden klämmor, totalt 6 116 mm.

För att montera de 1 670 mm långa modulerna ska tre skenor vardera 4 400 mm långa, varav en ska kapas till cirka 2 000 mm.

10 mittklämmor krävs och 4 ändklämmor krävs. Skruvar för fastsättning av 14 stycken. Profilkoppling 2 st.

Ett urval av de olika produkterna från Schletter, en av de ledande leverantörerna av PV-monteringssystem.

Material för takmontering

Monteringsskenorna hålls på läktarna (de som takläkten är fästa på, d.v.s. de som går vinkelrätt mot takfoten) med hjälp av takkrokar.

Även om takkrokar inte nödvändigtvis representerar den minsta delen av kostnaden, bör de ägnas särskild uppmärksamhet: hela investeringen beror på dem, i ordets rätta bemärkelse!

Takkrokar finns för en mängd olika former av takpannor. Därför är det viktigt att först bestämma pannan som ska installeras och sedan välja takkrokarna. En takkrok ska finnas för varje monteringsskena för varje inställningsläkt. Om du har tre monteringsskenor behöver du räkna ut tre gånger antalet takkrokar.

Varje takkrok ska fästas i läkten med minst två skruvar. Detta ger dubbelt så många skruvar i förhållande till antalet takkrokar.

Varje panna måste noggrant förses med ett urtag för bärkroken med hjälp av en avskärningskvarn. Det borde vara lite spel åt vänster och höger. På samma sätt ska kroken inte vila direkt på den nedre pannan för att förhindra att den (äldre) pannan går sönder på grund av vindtryck eller snöbelastning. Detta betyder att det bör finnas lite spel ovanför kroken mot undersidan av pannan.

En för generös fördjupning bör undvikas för att inte effektivt ge inträde för getingar, annan ohyra eller till och med vindbyar.

Monteringen av takkrokarna är här beskrivs i detalj.

Inverter

En hybridväxelriktare krävs som växelriktare, t.ex Steca Solarix PLI 5000-48 för 899 euro. Steca är ett annat varumärke som tillhör KATEC, som också äger varumärket Costal och står för lång livslängd och tillförlitlighet.

Den har en nominell effekt på 4 800 W, som ska skyddas med en strömbrytare på 40 A, en nominell batterispänning på 48 V, med en maximal laddström via PV och växelspänning på 140 A, nominellt 80 A. AC-anslutningen är 6.. 12 mm², DC-sida minst 35 mm² (bättre 50 mm²) föreskrivs.

Väggen fästs med tre 5 mm skruvar inte ingår i leveransen.

Vid val av installationsplats bör permanent tillgänglighet säkerställas, samt kortast möjliga kabelväg för AC-anslutningen, speciellt(!) anslutningen till batterierna, för att förhindra onödiga förluster.

En LAN-kabelanslutning till routern eller switchen för konfigurations- och diagnostiska ändamål bör också övervägas.

Lägga de tre kabelvägarna (AC, DC, LAN) i separata installationsrör lämplig diameter är vettigt. Kablarna får under inga omständigheter gå i en kabelkanal.

Batterier

Valet av batterityp beror i första hand på investeringsviljan: LiFePo4-batterier kostar två till tre gånger så mycket som konventionella solcells AGM-batterier och väger bara runt en tredjedel, vilket dock är obetydligt när de installeras stationärt. I en husbil räknas dock varje sparat kilo.

Grov skillnad mellan LiFePo4 och AGM, förutom energikälla som används och vikt: LiFePo4-batterier håller sin spänning nästan lika under hela urladdningsperioden, medan AGM-batterier har ett snabbare spänningsfall.

Kvalitetsskillnader har en särskild inverkan på antalet garanterade urladdningscykler och den garanterade kapaciteten som fortfarande är tillgänglig efter att de har uppnåtts.

Kvaliteten är likartad med AGM-batterier, men här är skillnaderna ganska marginella om man föredrar välkända tillverkare. Erfarenhet och kvalitet beror på varandra och därmed även priset.

Förresten: man brukar räkna med kW när det kommer till effekt. Batteriets prestanda i kWh beräknas från batterikapaciteten i Ah multiplicerat med spänningen i V. Ett 250 Ah batteri med 13,6 V levererar därför 250 x 13,6 = 3 600 Wh, eller 3,6 kWh.

Detta ger en bra översikt över LiFePo4-batterier webbplats, ett rekommenderat AGM-batteri är t.ex detta.

När du ansluter batterierna, använd alltid mycket höga strömmar (140 A och mer är inte ovanligt) med hänsyn till kabeltvärsnitten som ska användas (50 mm² och mer) Obs! Den länkade tabellen listar AC- och DC-strömmar eftersom kabelbelastningen är olika för AC och DC.

Beräkning av kabeltvärsnitt

Här kan det nödvändiga tvärsnittet av kopparkablar för DC-applikationer beräknas, liksom spänningsfallet. De gula fälten är redigerbara:

BOM

Elinstallation

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

• ? m AC-kabel 3 x 6 mm²
• 3 st rörformade kabelskor 6 mm²
• DC-kabel (röd/svart) 35 mm²
• 2 x ringkabelskor 35 mm² M6
• Strömbrytare 40A (t.ex. ABB S201B40 S201-B40)
• tillval: FI-omkopplare 40A (ABB F202A-40/0.03 2-polig typ A)
• 3x installationsrör (plus antal stycken beroende på den totala längden som krävs)
• Hållare för installationsrör
• ? x Torxskruvar 4 x 40 mm / pluggar för hållare för installationsrören
• 3 x Torx-skruvar 5 x 60 mm / pluggar för inverter
• ? m DC-kabel 35 mm² eller större
• ? x Ringkabelskor / polkontakter för batteripoler
• ? x Säkringshållare för ANL högströmssäkringar
• identiskt antal ANL högströmssäkringar
• tillval: batterifrånkopplingsbrytare (observera max. kopplingskapacitet)

PV-moduler och kablar

• 6 x 330W NEMO 2.0 60M
• 2 x Y-kontakter för parallellkoppling av de 3 seriekopplade modulerna
• 1 x erforderlig kabellängd från plusanslutningen av den första modulen till Y-kontakten (t.ex. rött +)
• 1 x erforderlig kabellängd från minusanslutningen av den tredje modulen till Y-kontakten (t.ex. svart -) - seriekopplingen mellan plus och minus för modulerna 1, 2 och 3 upprättas via kabelanslutningarna på modulerna
• 1 x erforderlig kabellängd från plusanslutningen av den sjätte modulen till Y-kontakten (t.ex. röd +)
• 1 x erforderlig kabellängd från minusanslutningen på den fjärde modulen till Y-kontakten (t.ex. svart -) - seriekopplingarna mellan plus och minus för modulerna 4.5 och 6 görs via kabelanslutningarna på modulerna
• 1 x erforderlig kabellängd från det centrala Y-kontaktuttaget till växelriktaren (t.ex. rött +)
• 1 x erforderlig kabellängd från det centrala Y-kontaktuttaget till växelriktaren (t.ex. svart -)

Material för takmontering

• 3 st Schletter monteringsskena Eco05 4 400 mm
• ? x Takkrokar – i enlighet med befintlig läkt och takpannor
• 2 x antal takkrokar - skruvar för infästning i läkten

Verktyg

• Krymptång för rörformade kabelskor upp till 10 mm²
• Crimptång (med lång spak eller hydraulisk) för ringkabelskor upp till 50 mm²
• Stjärnskruvmejsel
• Borr / sladdlös skruvmejsel
• (Sten) borr/skruvmejsel
• Spärrsats / momentnyckel 1 .. 3 Nm
• Kapslip / kapskiva för betong
• Kabeltrumma med lämplig kabellängd

Anteckningar

Reservdelslistan gör inte anspråk på att vara komplett och ger endast vägledning om de material och verktyg som krävs. Alla komponenter kan behöva anpassas eller kompletteras med ytterligare artiklar beroende på de faktiska kraven.

Allt elinstallationsarbete måste utföras av kvalificerad personal i enlighet med gällande föreskrifter. Vid arbeten på elektriska installationer ska de alltid hållas spänningslösa!
För att informera icke inblandade tredje parter måste lämpliga informationsskyltar fästas på avstängningsanordningarna under arbetets varaktighet.

ps Behöver du personligt stöd i genomförandet mot en avgift är du välkommen att göra det bokning göra!