FrittLiv´ Logo
"Var inte rädd för döden.         
Var rädd för det olevda livet!"
Bertolt Brecht

Solelenergi på djupet

Fakta och data om vad som påverkar

Preliminärt!
Under arbete - kommer att förändras

Har börjat ta fram kunskap och beräkningar mer på djupet kring solenergi och solel - väljer att efterhand här publicera material jag får fram så du som besökare kan få ta del av det, MEN den här webbsidan kommer så småningom göras om helt när jag är mer färdig med underlaget till den!
- Steg 1, ta fram och tydligt visa de parametrar som avgör vilken strömmängd man får ut.
- Steg 2, ta fram en egen detaljerad solpaneldimensionerare där man kan mata in sina värden.
- Parallellt skriver jag också lite texter om olika aspekter och erfarenheter kring solel i husvagn.
OBS! Jag har här ännu ej gjort en slutlig kvalitetssäkring av mina beräkningar, så kan finnas något beräkningsfel men jag bedömmer risken för det som liten ändå (arbetar noggrant med beräkningsunderlaget).
Webbsidan är senast uppdaterad:
2013-03-04 - Stycket Solenergidiagram uppdaterat
2013-02-06 - Lagt till texter om dimensionering av solpaneleffekt & batterikapacitet vid fricamping i husvagn!
2013-06-08 - Lagt till FrittLiv´s SolsystemKalkylator för dimensionering av solelsystem!
2013-10-28 - Lagt till om Att välja MPPT- eller PWM-solladdregulator för sitt solelsystem!
2015-07-20 - Referenser: Lagt till ny länk till en soleffektkalkylator för solföljare.

Bakgrund

För att förstå hur mycket solström man kan få ut ur en solpanel under olika årstider, på olika breddgrader samt vid olika orientering måste man förstå vad som påverkar vilken soleffekt som når fram till solpanelen. Centrala begrepp här är jordaxelns lutning med årstiderna, platsens breddgrad, solvinkeln och hur lång väg solstrålningen får genom atsmosfären "luften", solens reflektion i solpanelens glastäckning samt med vilken vinkel solen strålar mot solpanelen!

Kunskapen och erfarenheten jag presenterar här kommer ur mitt campande i husvagn där all 12V el drivs av solel från solpaneler. Men det jag tar upp här passar lika bra till husbil eller mindre 12V solanläggningar för off-grid sommar-stugor, medan nätanslutna anläggningar för hus kan kräva lite annat, även om solfaktan gäller där också.

Diagram som visar bakgrunden till vad man får ut ur en solpanel

OBS! Är många faktorer som påverkar solelgenereringen, inte minst solpanelens temperatur, vilket jag inte kan ta med i mina beräkningar! Men beräkningarna tar ändå med många avgörande viktiga faktorer som påverkar, så diagrammen här är ungefärliga men ändå väldigt nära verkligheten.

Jordaxelns lutning
Diagrammet visar jordaxelns lutning under årets månader för Sverige. Jordaxelns lutning avgör hur lång dagen blir samt med vilken solvinkel solen lyser mot en horisontell yta.

Max solvinkel mitt på dagen
Diagrammet visar max solvinkel mitt på dagen under årets månader, för fyra olika platser i Sverige. Dvs hur högt solen står på himmlen mitt på dagen. Påverkar hur solen träffar en solpanel, men även risken för skuggning av solpanelen. Ju lägre solen står ju större risk att något skuggar solpanelen.

Max tillgänglig soleffekt mitt på dagen
Diagrammet visar max tillgänglig soleffekt mitt på dagen under årets månader för fyra olika orter i Sverige (vid klart soligt väder), mot en solpanel optimalt (vinkelrätt) orienterad mot solstrålningen. Här ser man att skillnaden är liten under sommarmånaderna men riktigt stor på vintern. Ju längre väg solen måste gå genom atmosfären (luften) ju mer absorberas där och kommer inte fram till solpanelen, vilket är det som ger årstidvariationen i diagrammet.

Del av solstrålningens effekt går förlorad pga reflektion
En del av solstrålningens effekt går förlorad i reflektion i solpanelens glastäckning. Vid reflektionsvinkel 0° (vinkelrätt mot glasytan) släpps mest solenergi igenom (transmitteras) men över 45° reflektionsvinkel börjar märkbart allt större del av solenergin reflekteras bort av glaset, vilket bidrar till minskad effekt från solpanelen.

Effekten man får ur en solpanel vs solstrålningens vinkel in mot solpanelen
Den relativa effekten man får ur en solpanel i förhållande till solstrålningens vinkel in mot solpanelen. Ju mer solinstrålningen avviker från att belysa solpanelen vinkelrätt desto mindre yta motsvarar solpanels yta vinkelrätt mot solstrålningen, och därmed fås mindre effekt från solpanelen. Dessutom ökar reflektionen av sol i panelens glasintäckning med reflektionsvinkeln, vilket minskar soleffekten. Vid 90° solvinkel (parallellt) mot solpanelen lyser ingen solenergi direkt mot panelen = ingen uteffekt.

Max beräknad effekt från en 100W solpanel mitt på dagen
Max beräknad effekt vid klart soligt väder från en 100W solpanel mitt på dagen under årets månader, vid olika fast orientering av solpanelen. Orientering: horisontellt, 45° lutad mot söder samt vertikalt lutad mot söder. OBS! Detta ger inte riktigt en bra bild över hur mycket ström (Ah) man kan få ut per dygn, då solen rör sig över himmeln under dagen och solvinkeln då också varierar. Men visar ändå lite hur solpanelens orientering påverkar under olika årstider.
Att de teoretiska beräkningarna bakom detta diagrammet ovan stämmer med verkligheten är bevisat 2012-02-06, då min solpanel i 45° lutning mot söder på husvagnen producerade 1,0A mitt på dagen i klart soligt väder. Solpanelen har max ström 2,29A vid STC (standard test conditions), vilket enligt mitt diagram ska ge ca 46% av max STC ström i början av februari dvs 0,46 x 2,29A = 1,05A, för 45° lutad solpanel här i Norrköping.

Max effekt man får mitt på dagen från en horisontellt placerad 100W solpanel
Max effekt man får ut mitt på dagen från en horisontellt placerad 100W solpanel under årets månader (vid klart soligt väder). Samt den tunna blå kurvan för en solpanel i Norrköping med solföljare som hela tiden riktar solpanelen optimalt vinkelrätt mot solstrålningen. OBS! Max möjlig strömmängd (Ah) per dygn varier än mycket mer under året, då dagarna är mycket kortare på vintern och solen då även står mycket lägre!
Att man inte kommer upp till 100W ens med aktiv solföljare beror på att en solpanels elektriska specifikationer uppmäts under standardtestförhållanden (STC värden):
Bestrålning med 1kW/m² med ljusspektrum AM 1,5 och en solcellstemperatur av 25°C.
Här i Sverige får solstrålningen alltid gå en längre sträcka genom atmosfärens luft än vid ekvatorn, och därför når vi aldrig upp till en effekt av 1kW/m² för solstrålningens effekttäthet här.
(Vilket visas i diagram högre upp här på webbsidan.)


-----------------------------------------

Solenergidiagram - inverkan av väderstrecket solpanelen är riktad mot

Solenergi vs solpanelvinkel & orientering
Lägger in detta diagram lite löst här så länge. (Källa: WarmEC Scandinavia - OK med Copyright)
Det visar att på årsbasis är inte orientering strikt mot söder så avgörande för energiproduktionen från fast placerade solpaneler. (W=Väst, SW=SydVäst, S=Syd, SE=SydÖst, E=Öst)
Diagrammet gäller naturligtvis skuggfri placering och snöfritt under vintern.
Referensen för det maximala 100% solelenergiutbytet i diagrammet är 35° lutad solpanel mot söder i mellansverige.

Vill man prioritera off-grid-solel vintertid, med knappt om solel, är vertikal placering allra bäst!
Vertikal placering tar tillvara solreflektion i marksnö, ger minst snöbeläggning samt är bra anpassad till låg vintersol med sin låga solvinkel över horisonten.
Diagrammet är mest intressant för dem som har en nätansluten solelanläggning och får betalt för strömmen eller kan kvitta den på årsbasis. Men visar för alla att en strikt orientering mot söder inte är jätteviktigt.

2013-03-04
En annan bild som visar schematiskt på en byggnad hur olika placering påverkar strömutbytet på årsbasis från en solpanel.
Bilden är lånad från EgenEl (källa) med tillåtelse av Johan Ehrenberg / Egen El:
Solpanelinriktning hus (EgenEl)
Siffrorna anger procentuellt relativt energiutbyte på årbasis för olika solpanelplaceringar, med horisontellt placerad solpanel som 100%-referens.
Man kan läsa mer här: Solelprogrammet - Energiberäkningar.
Gäller för skuggfri placering samt nog i princip för snöfria solpaneler, fast snöperioden i Sverige står för väldigt liten del av den årliga elproduktionen från solpaneler så i praktiken behöver man inte hålla solpanelerna snöfria (i alla fall vid nätanslutning där man får betalt / kvittar solelen under året).
Vid off-grid solelsystem för boende så blir vinterelen mer kritisk och då är ofta vertikalt placerade solpaneler optimalt för maximalt med solström under vintermånaderna.



EU-kommissionens PVGIS-analyssida, ett stödprojekt för mer solel i Europa

2012-03-25
PV potential estimation utility - Performance of Grid-connected PV
Är s.k. PVGIS (PhotoVoltaic Geographical Information System) solelstatistik / soleldata.
PVGIS-analyssajten:
Enkel att använda, du klickar in var du bor på kartan, skriver in hur många kiloWatt solceller du vill ha, vilken Azimuth (= riktning mot söder) du har (0 är detsamma som rakt mot söder, 90 rakt väster, -90 rakt öster, 180 och -180 rakt mot norr) och vilken lutning Slope du vill ha på solcellerna (0 är horisontellt, 90 är vertikalt).
Jag rekommenderar även att man ändrar "Estimated system losses [0;100]" till 10 (%).
Som decimaltecken används punkt ".", dvs 200W skrivs in som 0.2

Man behöver bara fylla i:
1. "Installed peak PV power kWp", 2. "Slope [0;90]" och 3. "Azimuth", och ev. 4. "Estimated system losses [0;100]", alla andra alternativ låter man bara vara som de är.)

Klicka sedan på knappen "Calculate" så räknar sidan ut vad du bör kunna få där du bor i snitt per månad (är Calculate utgråad så har du glömt att klicka på en plats på kartan).
Det är EU-kommissionen som tagit fram analyssidan, ett stödprojekt för mer solel i Europa, källa



Produktion från svenska solceller, statistik från solpanelers elgenerering

SolData samlar in produktionsdata från svenska solcellsanläggningar. Insamlingen sker en gång per dygn. Från klockan 09:00 på morgonen visas gårdagens produktion från alla solcellsanläggningar som är aktiva på SolData.
SolData


-----------------------------------------

Kommer framöver räkna fram diagram som visar hur mycket strömmängd man kan få ut per dygn från sin solpanel vid lite olika förutsättningar som: orientering, breddgrad, årstid, solföljare, linjär PWM vs MPPT (Maximum Power Point Tracker) solladdregulator, klart soligt väder / genomsnittligt väder / mellanmolnigt väder, etc.
Kommer även så småning göra en interaktiv solelanläggningskalkylator där man kan mata in sina egna data och få fram beslutsunderlag för hur man vill dimensionera sin solelanläggning (eller vad man kan förvänta sig att få ut ur en befintlig anläggning) - vilket nu (Feb 2013) är under utveckling: FrittLiv´s Solelkalkylator!

 

Referenser:
pvcdrom - air-mass - lite av bibeln inom solenergi / solel / solpanel / solcellsteknik.
pveducation - Calculation of Solar Insolation, soleffektkalkylator för solföljare, datum & latitud.
Solar radiation and photovoltaic electricity potential country and regional maps for Europe
Calculation of the Light Reflection and Transmission in Glass
Fresnel equations describing reflection and refraction of light at uniform planar interfaces.
Solelprogrammet - Energiberäkningar, solinstrålningsmodeller / beräkning för solpaneler i Sverige.

2011-01-04
Svenska solenergiföreningen
WARM-EC Scandinavia AB, ett solenergiföretag med bra med info
Energimyndighetens Testlab: Test av 8 solcellsystem
NyTeknik: Vårsol lika effektiv som sommarsol (om solel)
Sol Voltaics (svenskt företag), utvecklar effektiv billig solcellteknik med nanoteknik
Global Solar thin-film CIGS solar cells (flexible)
E-ON Sustainable City, tio års erfarenhet av 100% lokalt förnybar energi i Västra Hamnen, Malmö.
SEU SolEnergiUtveckling, luftsolvärme med många redovisade uppmätningar.
LuftsolvärmeForum
Solvärme - Solvinklar - solhöjd och azimuth


 

 

Lite tankar kring solenergi och dimensionering av solpaneleffekt 2013-02-06

Bakgrund:
Allt här baseras på mina erfarenhet från min husvagnscamping och hur jag ser på solel till husvagn. Jag ansluter aldrig min husvagn till 230V nätel, utan får all laddning från enbart solpaneler på vagnen. Har inte heller någon laddning från bilen under färd (tyvärr).
Jag tar här upp solel i husvagn utan elnätsanslutning (off-grid), men samma fungerar ju för husbil och off-grid-boende i fritidshus. Permanentboende off-grid ställer lite andra krav.
I allt resonemang här utgår jag ifrån att man har en MPPT-solladdregulator, vilket ger 15-25% mer ström från solpanelerna.

Solenergins ojämna tillgång:
En viktig del med solel är att vädret varierar från timme till timme, dag till dag och vecka till vecka, vilket gör den till en lite oförutsägbar och svårplanerad energikälla. Detta får man hantera genom att kunna lagra / buffra tillräckligt mycket ström i blybatterier, överdimensionera sin solpaneleffekt efter behov samt om möjligt vara anpassningsbar och flexibel med sin strömförbrukning efter vädret. På så sätt får man en rimlig basström i molnigt väder och en snabb återladdning vid varje solglimt.

Grovt kan man för kiselsolceller räkna med att mörkt mulna dagar samt regndagar får man ofta ingen solel alls, "normalt" molniga dagar räknar man med runt 8-20% solström och ljust molniga dagar kan man få upp mot 20-40% av max möjlig ström en helsolig dag. Lätt skugga från lövträd kan ge runt 10-30% solström, mörk skugga från lövträd samt skugga från barrträd, byggnader och liknande ger ofta i stort noll ström från solpanelerna, lite beroende på hur långt bort de är från solpanelen.
Ångström Solar Center anger att: När det är molnigt blir effekten därför lägre, ca 50 % av full effekt vid lätt molnighet och 5-10 % av full effekt när molnen är riktigt mörka, men detta är från Tunnfilmssolcellsgruppen och tunnfilmssolceller ger mer ström i molnigt väder. Ångström Solar Center är en väldigt seriös källa och de har många andra intressanta svar där i sin FAQ.

Samtidigt är solceller en lätthanterlig och alltid tillgänglig energikälla, i den bemärkelsen att man behöver aldrig fylla på något bränsle och den sitter alltid på plats beredd att generera elström.
För mig är solel från solpaneler helt underbart! Jag försörjer till 100% min husvagn med solel ända sedan våren 2007.

Välja effekt på solpanelerna - dimensionering solceller:
Med dagens (Jan 2013) låga priser på solpaneler är det ekonomiskt vettigt att överdimensionera sin installerad solpanelseffekt, så man kan ta tillvara även kortare stunder med klart solsken och få mycket laddning ur det, samt att även få en hyfsad basström i lätt mulet väder.
Ett "typiskt" svenskt sommarväder är dagar med växlande solighet med kortare solglimtar, omväxlande med sommarmolniga dagar samt enstaka regndagar helt utan solel. Ofta är det soligt en stund på morgonen, och är då bra att kunna få mycket ström laddat från dessa solstunder.

Min bedömning är att det i dagsläget (Jan 2013) är rimligt att överdimensionera effekten på solpanelerna med runt 2,0 ggr ens strömbehov jämfört med den statistiska medelströmmängd som EU:s solelstatistik från deras webbplats ger (är osäker på om kanske 1,5ggr skulle räcka?). Men det är ju alltid en personlig avvägning mellan satsade pengar och hur trygg elförsörjning man vill uppnå. Nedan utgår jag från 2ggr, dvs ett 50%-igt utnyttjande av den statistiskt tillgängliga medelströmmängden, vilket bör ge hyfsade marginaler mot ett varierande väder och därmed hyfsat trygg solelförsörjning.

För ytterligare trygg solelförsörjning vs väder kan man välja att typ bara utnyttja 33% av den statistiskt tillgängliga medelströmmängd från EU:s solelstatistik (3ggr överdimensionering), samt för lite mindre solpaneleffekt och därmed otryggare solelförsörjning lägga sig på 75% utnyttjande av den statistiskt tillgängliga medelströmmängden (1,33ggr överdimensionering). Jag bedömmer dock att 50% utnyttjande av tillgänglig statistisk medelströmmängd (2ggr statistisk överdimensionering) är en rimlig kompromiss som jag vill rekommendera utifrån mina erfarenheter!

Sedan påverkar ens campingmönster mycket hur man dimensionerar sin solelanläggning för hyfsad funktion. Brukar man vara ute 2-3 sommarveckor i sträck på bara solel eller gör man mer kortare turer på kanske 3-5 dygn i sträck med en paus till nästa tur. Kan man tänka sig ta in på campingplats för laddning från 230V (eller använda egen 230V generator) vid strömbrist pga solfattigt väder eller vill man klara sig 100% på solel. Så var och en måste själv dimensionera sitt solelsystem, men mina tankar här kan visa på ett sätt att strukturera upp hur man kan göra det.

En modell för dimensionering / val av solpaneleffekt - ett räkneexempel:
Lite solströmdata från EU att utgå från till tabellen, baserat på väderstatistik och följande data:
PVGIS estimates of solar electricity generation
Location: 58°37'42" North, 16°8'20" East, Elevation: 14 m a.s.l., (Norrköping)
Solar radiation database used: PVGIS-classic
Nominal power of the PV system: 0.1 kW (crystalline silicon)
Estimated losses due to temperature: 6.5% (using local ambient temperature)
Estimated loss due to angular reflectance effects: 4.9%
Other losses (cables, inverter etc.): 10.0%
Combined PV system losses: 20.0%
Fixed system: inclination=0°, orientation=0° (horisontell solpanel, "orientering söder"


Medelströmmängd per månad för en 100W kiselsolpanel placerad horisontellt i Norrköping.
Wh är dividerat med 13V för att få Ah.
Data från (se högre upp för hur använda): PV potential estimation utility (EU-kommissionens PVGIS-data)
Månad Medelströmmängd (Ah/dygn)
Januari 1,6
Februari 5,5
Mars 12
April 22
Maj 32
Juni 32
Juli 31
Augusti 24
September 15
Oktober 7,3
November 2,6
December 1,0
Totalt för ett år 5700Ah/år
Medel för ett år 15Ah/dygn
OBS! Denna tabell kan man lätt själv ta fram för den plats i Europa där man vill den ska gälla, med hjälp av länken.

Min lite grova bedömning, beskrivet i föregående avsnitt, är att för lite längre fricampande bör man inte ligga på mer än 50% utnyttjande av den statistiska medelströmmängden i diagrammet ovan, för en hyfsat trygg solelförsörjning i huvudsakligen i skuggfritt läge, då ju vädret varierar en hel del. Det bör även ge marginaler för lite skuggning under dagen.

Det innebär att för en 100W kiselsolpanel placerad horisontellt på taket bör man för de tre sommarmånaderna inte ha en högre strömförbrukning än ca 15Ah/dygn (0,50 x 30Ah) i snitt för att hyfsat säkert klara elförsörjningen.
Ser man på de fem sommarmånaderna Apr - Aug så blir det en max strömförbrukning på ca 12Ah/dygn som gäller i snitt, vid lite längre fricamping med en 100W solpanel.

Ser man på fricampande 2 dygn (48hr) varje helg så sjunker ens genomsnittliga veckoförbrukning till 2/7, vilket för 12Ah/dygn blir utslaget på veckan 12 x 2 / 7 = 3,4Ah/dygn och vid 50% utnyttjande då 3,4Ah/dygn x 2 = 6,8Ah/dygn för att jämföra med tabellen ovan, dvs det bör man då hyfsat säkert klara ifrån slutet av februari till mitten av oktober med en 100W-solpanel huvudsakligen skuggfritt placerad.

Vid fricamping 2 dygn varannan helg sjunker den genomsnittliga veckoförbrukningen till 2/14, vilket för 12Ah/dygn blir utslaget över två veckor 12 x 2 / 14 = 1,7Ah/dygn och vid 50% utnyttjande då 1,7Ah/dygn x 2 = 3,4Ah/dygn för att jämföra med tabellen ovan, dvs det bör man då hyfsat säkert klara ifrån mitten av februari till början av november med en 100W-solpanel huvudsakligen skuggfritt placerad.

Vid fricamping 2 dygn var tredje helg sjunker den genomsnittliga veckoförbrukningen till 2/21, vilket för 12Ah/dygn blir utslaget över två veckor 12 x 2 / 21 = 1,14Ah/dygn och vid 50% utnyttjande då 1,14Ah/dygn x 2 = 2,3Ah/dygn för att jämföra med tabellen ovan, dvs det bör man då hyfsat säkert klara ifrån slutet av januari till mitten av november med en 100W-solpanel huvudsakligen skuggfritt placerad.

Blir kvar ca 2,5 månader om året då (mitt november till slutet januari) som t.o.m. glest helgcampande kan bli svårt att klara på bara solel med denna dimensioneringsmodell, men beror ju mycket på vädret just då också. Här är det bäst att låta en uppföljning via en bra batterimonitor får avgöra när det finns batteriström nog för en helgcamping!
Men så under värsta vintern kan det även vara svårt med skuggning stor del av dagen av solpanelerna, då solen står så väldigt lågt på himmeln!

Med denna dimensioneringsmodell för effektbehovet för sina solpaneler kommer man helsoliga perioder få ett ganska kraftigt solelöverskott, men det kan man då använda till t.ex. en termostatstyrd ventilationsfläkt som blåser in sval luft från husvagnens undersida, lite som en fusk-AC. Har man som jag ett 12V kompressorkylskåp så drar det även mer ström i värme, men det ökar mindre än vad soleltillgången gör i soligt väder så jag får också solelöverskott då.

 

Lite tankar kring batterikapacitet och dimensionering för solel 2013-02-06

Behov av batterikapacitet - dimensionering av en batteribank:
(min grova bedömning för sommarcampande utifrån mina erfarenheter - allt är beroende på hur man campar)

För längre fricampingturer under sommarhalvåret bör man klara minst 3 dygn (72hr) helt på batteridrift utan solel tycker jag, vid en max 70% urladdning av batterierna för rimlig livslängd, vilket ger en max förbrukning per 75Ah fritidsbatteri på 75Ah * 0,70 / 3dygn = 17,5Ah/dygn i genomsnittlig strömförbrukning.
Ett urladdningsdjup till 70% (DOD) någon gång ibland, vid typ längre regnväder, är rimligt att dimensionera för, då ett regelbundet urladdningsdjup till 50% är det mest ekonomiska utnyttjandet av blybatterier.
Detta är vad min bedömning och min erfarenhet lett fram till, för att man ska få en rimligt trygg elförsörjning helt baserad på solel vid campande i husvagn.
Man klarar då 3 dygn med mörkt mulet väder eller regnväder då solpanelerna inte ger någon ström alls, och man klarar 6 dygn med det än vanligar fallet då man får runt 50% av sin elförbrukning från solpanelerna.

Lite grovt kan man då anta att det räcker med att solpanelerna genomsnittligt ger ens strömförbrukning under en tidsperiod på 1 - 1,5 veckor (= den period man minst klarar att med batterierna utjämna solelens stora variation) under dessa förutsättningar, vilket bör vara rimliga förutsättningar för de flesta. Men man klarar inte typ en hel veckas regnväder!
Man måste dock ha klart för sig att man aldrig har en strömgaranti oavsett väder med all ström från solpaneler!
Reser man mycket och inte står still så många dygn i sträck kan man ersätta en del av solpanelseffekten med en laddbooster, som tar ström från bilens elsystem under färd och laddar husvagnsbatteriet med. Under sådana omständiheter är en laddbooster en mer förutsägbar strömkälla än en solpanel. Men gäller att man kör bil ganska många timmar då.

En dimensionering av batterikapaciteten för tre dygns förbrukning utan solel passar även väldigt bra för de som mest helgcampar, då man helt säkert klarar hela helgens strömförbrukning, även enbart från batterierna om vädret är dåligt. Sedan kan batterierna laddas upp av solpanelerna till nästa campinghelg. Men man bör då dimensionera för ett max urladdningsdjup på 50% (DOD) för rimligt batterilivslängd.
Se i avsnittet ovan om dimensionering av solpanelseffekt, hur detta räcker till olika typer av helgcampingmönster för olika årstider.

Idealet vore nog att man klarade 5 dygn helt på batteridrift utan solel och max 70% urladdningsgrad i batterierna, men det blir både dyrt och för tungt för de flesta husvagnar. Fem dygns batterikapacitet hade inneburit en max förbrukning per 75Ah fritidsbatteri på 75Ah * 0,70 / 5dygn = 10,5Ah/dygn i genomsnittlig strömförbrukning.
Blybatterier har dessutom ganska kort livslängd som blir en märkbar driftskostnad i ett off-grid solelsystem, så med dagens (Jan 2013) låga priser på solpaneler är det mer ekonomiskt klokt att överdimensionera sin solpanelseffekt istället, då de har mycket lång livslängd.
Dock är stor effekt på solpanelerna inte till hjälp när det är regnväder eller mörkt mulet i flera dagar (eller man campar i skogsskugga) och solcellerna inte ger någon ström alls, då är det bara tillräckligt med lagrad ström i batterikapacitet som gäller för elförsörjningen, samt om man kan dra ned på elförbrukningen. Men stor installerad effekt på solpanelerna ger en snabbare återladdning även vid bara kortare återkommet soligt väder, samt en bra basström i ljust molnigt väder, så man skapar större marginaler för en trygg solelförsörjning på så sätt!


Min solelanläggning i min husvagn med MPPT-laddregulator:
Jag ligger på en förbrukning på runt 24Ah / dygn när jag inte behöver värme i husvagnen (= 12V kompressorkylskåp + LED-belysning) och upp mot 35Ah / dygn med Trumatic gasolvärme dygnet runt höst-vår, med 2x75Ah fritidsbatterier. Och jag kommer ha 200W solpaneleffekt på mitt ca 20° sluttande fronttak samt 55W horisontellt på taket fr.o.m. våren 2013, dvs totalt 255W. Den något sluttande placeringen är bra för vinterhalvåret med sin lågt stående sol, när den kan vändas mot söder.
Detta är lite i underkant i batterikapacitet för min förbrukning, men ekonomi + vikt får styra.
I vinterkyla under -10°C behöver jag ingen ström till kylskåpet, då jag klarar det i 12hr på en kylklamp medan en andra ligger på infrysning och jag skiftar var 12:e timme. Då har jag 15-18Ah strömförbrukning per dygn. Vår, höst och vinter campar jag normalt bara 2-3 dygn i sträck, samt väljer att campa vid bra väderprognos, så då är min batterikapacitet ändå hyfsat väl anpassad till det campingmönstret!

Med min solel i husvagnen, som jag beskrivit ovan, klarar jag vintercamping över veckoslutet fred-sönd på bara batteriström om det behövs, vilken sedan kan laddas tillbaka från solpanelerna fram till nästa campingtur. Tidig vår och sen höst klarar jag oftast upp till runt 5 dygns campingturer, då jag ofta kan få minst 50% av min strömförbrukning från solpanelerna under campandet. I "normalt" svenskt sommarväder räknar jag med att oftast klara min strömförsörjning kontinuerligt. Så min anläggning är bra anpassad för mitt campande.

Intressant nog så gjorde jag denna dimensionering av min nya solpanelseffekt lite på känn utifrån mina campingerfarenheter med solel sedan 2007, men nu med utvecklande av denna mer tekniska dimensioneringsmodell stämmer det väl överens!
Våren 2012 bytte jag till ett 12V kompressorkylskåp och säsongen 2012 klarade jag inte alls min solelförsörjning med den kraftigt ökad strömförbrukningen. Alla tidigare campingsäsonger har jag klarat bra på solel och aldrig kört slut på ström i det enda 75Ah batteriet då!
Fick säsongen 2012 korta av några campingturer och ställa in någon tur pga strömbrist (nu var även vädret ovanligt regnigt sommar 2012 med flera regnrekord). Ska bli intressant att utvärdera min solelanläggning med den utökad solpanelseffekten nu under 2013 och se hur bra mina dimensioneringsmodeller här stämmer. Är övertygad om att det ger rimliga marginaler.
Jag återkommer mot slutet av säsong 2013 med återkoppling hur det fungerat med solelen!

OBS!
Ovan skissade behov av solpaneleffekt och batterikapacitet gäller för att hyfsat klara 2-3 veckors kontinuerligt campande sommartid och typ helgcampande övriga året. Campar man bara över veckoslut, typ 2-3 dygn i sträck, så räcker det att batterikapacitet plus solpaneleffekt ihop klarar detta, så får solpanelerna ladda upp batteriet till nästa campingtur. Då klarar man sig på lägre solpaneleffekt i förhållande till sin strömförbrukning. Så ens campingmönster är avgörande för dimensioneringen av sin solel. Om man dimensionerar batterikapaciteten bara för helgcampande bör man då dimensionera för ett max urladdningsdjup på 50% (DOD) för rimligt batterilivslängd.

Summering av dimensionering av solpanelers effekt samt batterikapacitet:
Enligt min framtagna modell här och rekommenderade sätt att dimensionera ett solelsystem för husvagnscamping, så blir resultatet lite grovt att för varje 17Ah/dygn genomsnittlig strömförbrukning man har behöver man 140W horisontellt placerad solpanel effekt och ett 75Ah fritidsbatteri för en rimligt trygg solelförsörjning. Detta räknat på soldata för Norrköpingstrakten. Eller uttryckt som att man kan förbruka 12Ah/dygn per 100W solpaneleffekt, grovt räknat.
Noggrannare beräkningar kan man göra med FrittLiv´s SolelKalkylator.

Slutord om min modell för dimensionering av solelanläggning för camping / fritidsboende:
Det har tagit mycket tid för mig att ta fram denna till synes enkla och kanske självklara dimensioneringsmodell som jag bjuder på här. Utöver det kan jag inte ställa upp på att hjälpa till eller svara på frågor för någons privata behov av att dimensionera sin solelanläggning. Ni får hålla tillgodo med detta underlaget och räcker inte det får ni vända er till proffs på området (men tveksamt om ni får bättre råd där).
Jag kommer så småningom följa upp den ovan presenterade dimensioneringsmodellen för ett solelsystem med en kalkylator här på FrittLiv, där man kommer kunna beräkna och dimensionera sitt egna solelsystem för husvagnen, husbilen eller off-grid fritidshuset.

 

FrittLiv´s Kalkylator - dimensionering av solelsystem för husvagn 2013-03-04

Nu (Feb 2013) är en avancerad solelkalkylator för dimensionering och analys av effektbehov för solpanel och behov av batterikapacitet för husvagnscamping eller off-grid fritidshus under utveckling. Solelkalkylatorn baseras på tankarna presenterade i de två ovan avsnitten här.

Nu i Juni 2013 är kalkylatorn funktionell och kan användas för beräkning, dimensionering och analys av off-grid solelsystem avseende behovet av solpaneleffekt och batterikapacitet för husvagn, husbil och fritidshus: FrittLiv´s SolsystemKalkylator / 2013-06-08



Att välja MPPT- eller PWM-solladdregulator & Pulsladdning 2013-10-28
Uppdaterad / Justerad 2013-12-29

Dessa är flyttade till en ny FrittLiv-webbsida där den lite utspridda information inom detta området nu samlats på ett ställe:
- Regulatorval
- Pulsladdning



Lite tankar kring solpaneleffekt kontra batterikapacitet, camping, olika säsonger samt batterikapacitet (2011)

Svarade på en fråga på ett forum för husvagnar:
I min "lilla blå" finns ett 75 Ah:s batteri. Kan jag sätta i ett kraftigare batteri utan fara typ 100Ah?Tycker att jag f.n. har för lite el-kapacitet ibland. Och om jag installerar ett kraftigare batteri, kommer det att fungera med min solpanel på 55W eller behöver jag en starkare laddare?

Beror lite om du menar nu på senhösten / vintern eller om du menar typ de tre sommarmånaderna. Beror även på ditt campingmönster - gör du mest kortturer eller är det flerveckorsturer du tänker på.

1. Ja du kan alltid sätta in mer batterikapacitet utan någon fara. Är egentligen bara lastvikten i husvagnen man behöver tänka på.
Din 55W solpanel kan du utan vidare använda ihop med upp till 150Ah (2x75Ah) batterikapacitet.

2. Solpanelen måste i genomsnitt ge den ström du förbrukar, annars behöver du ladda batterierna med ditt elverk också emellanåt.
Mer batterikapacitet gör dock att du behöver ladda mer sällan med elverket.

3. Med större batterikapacitet (mer Ah) klarar man fler dagar då solpanelerna ger dåligt med ström, typ mulet väder. Jag hade då satsat på 2st 75Ah standardbatterier - lätta att få tag i och troligen billigast totalt.

4. Med större batterikapacitet kan man dra mer nytta av sin solpanel, då mer batterikapacitet jämnar ut, "buffrar", solpenelens ojämna strömproduktion över längre tid.
(Men med dagens, Jan 2013, låga priser på solpaneler är det mer ekonomiskt att satsa på ökad solpaneleffekt!)

5. Helst bör man på något sätt ha en hum om laddstatusen för batterierna (hur mycket urladdade de är), så man inte laddar ur dem mer än 50% - annars får man för kort livlängd på batterierna.
En batterimonitor är ett väldigt bra verktyg / instrument för det ändamålet.

6. Gör man mest kortare campingturer (mindre än en vecka) så har man extra stor nytta av lite mer batterikapacitet till en solpanel (speciellt om solpanelen inte är så stor).
Då räcker det med att solpanelen ger bara en del av den ström man förbrukar under campingturen, så det räcker ihop med den ström man kan få genom att ladda ur batterierna till max 50% urladdning.
Sedan laddas batterierna långsamt upp igen mellan campinturerna.

T.ex. vid camping varje veckoslut (2dygn) får ju solpanelen 5dygn på sig att hinna ladda upp batterierna till nästa veckoslutstur.
Campar man vart annat veckoslut får ju solpanelen 12dygn på sig att ladda tillbaka den förbrukade strömmen under helgcampingen.
Har man då så stor batterikapacitet att man klarar hela veckoslutet utan att solpanelen ger någon ström pga vädret, så klarar man sin camping galant ändå på solel.

7. Gäller frågan camping nu på senhösten och vintern är problemet att solen står så lågt på himlen att den mest lyser längs en horisontell takmonterad solpanel, som därmed inte producerar någon ström att tala om.
Dessutom är det mycket mer som kan skugga solpanelen, när solen står lågt, samt solen är uppe färre timmar per dygn.
Den problematiken löser inte en större batterikapacitet - snarare tvärtom, en liten solpanel kan då ha svårt att t.o.m. bara klara underhållsladdningen av batterierna.

Jag har löst detta på min husvagn som så, att jag har en 55W solpanel horisontell på taket för huvudsakligen sommarcamping samt jag har en 40W solpanel i 45 grader lutning innanför mitt 45 grader lutande frontfönster på husvagnen för senhöst- och vintercamping. Båda alltid inkopplade naturligtvis. (Fr.o.m. Feb 2013 byter jag ut 40W solpanelen till 4x50W (= 200W) placerade på mitt 20° lutande fronttak istället. Den 20-gradiga taklutningen ger även hyfsat med ström vintertid, riktad mot söder. Tänker då att jag kan ha med 40W panelen löst med 5m kabel plus stickkontakt och vid behov ställa upp utanför husvagnen där soljuset kommer åt och plugga in mot solladdregulatorn inne i husvagnen. Läs mer i texter ovan.)

Senhöst och vinter campar jag normalt högst tre dygn i sträck, vilket jag klarar helt på mitt 75Ah batteri, 2x75Ah batteri sedan våren 2012 ihop med att jag installerat ett 12V kompressorkylskåp. Sedan laddar framförallt mina lutade solpaneler upp batteriet mellan campingturerna, det jag lånat där ur.
Ofta får solpanelerna då 2-3 veckor på sig att ladda tillbaks strömmen och då klara jag all min vintercamping på bara solel, förutom perioden mitt November till mitt Januari som är svår.
Nu står min husvagn parkerad mellan camingturerna med frontfönstret / solpanelen riktad mot söder, samt ganska skuggfritt även för en låg vintersol - är ca 8 veckor som det är dåligt med solel pga att den låga vintersolen inte kommer över byggnader och växtlighet en bit bort.

8. Längre norrut i Sverige blir det svårt med solel överhuvudtaget senhöst / vinter, då solen är uppe väldigt kort tid över horisonten, om alls.

Se lite i detta diagrammet hur solpanelens vinkel påverkar över året (i höjd med Norrköping):
OBS! Visar maxeffekten just när solen står högst mitt på dagen (ej strömmängd per dygn):

Max beräknad effekt från en 100W solpanel mitt på dagen
Månad 1 = Januari, Månad 12 = December, 13 = Decembers slut
 

Se hur solelen varierar för en horisontellt placerad 100W solpanel, för olika delar av landet.
OBS! Visar maxeffekten just när solen står högst mitt på dagen (ej strömmängd per dygn):

Max effekt man får mitt på dagen från en horisontellt placerad 100W solpanel
Månad 1 = Januari, Månad 12 = December, 13 = Decembers slut
 

"Nkpg follower" visar hur mycket en 100W solpanel ger som alltid är optimalt vinkelrätt inriktad mot solen (i Norrköping). Som synes gör detta mycket på vintern.


För den som vill fördjupa sig lite mer har jag bra info på min batteri-webbsida:
Om blybatteri, laddning och att få lång livslängd

 

Video som tydligt förklarar behovet av bra kunskap för off-grid-liv på solel

(Klicka på bilden för att starta videon!)
 
BesöksStatistik

Här kommer statistik när jag kodat färdigt...

 Besöksstatistik per vecka för FrittLiv på SIS-index
FrittLiv, version: 4.7
Webbsidan uppdaterad:
Copyright © 2003-2015 Bosse at frittliv.autonomtech.se
Valid HTML5 ||
Webpage: server time: 35.1 ms, (incl. log: 13.2 ms) || Liten husvagn = Stora upplevelser längs vägen!