Vi måste ha varit riktigt snälla 2023 för tomten kom med stora, hårda och tunga klappar!

För att lista ut vad som finnes i dessa klappar behöver vi göra en liten räkningsövning. Vi börjar med att åka tillbaks några år i tiden och samla lite data som vi ritar upp i en graf.

Staplarna är Stor-Eriks elförbrukning åren 2021 – 2023 och den blå linjen är den prognostiserade dagsproduktionen från de installerade solpanelerna (7,8 kWp installerad effekt i Stockholm).

Då solen envisas med att inte lysa på natten så behöver fotonerna som fångas av panelerna lagras på något sätt så vi kan använda dem på natten och då behöver vi ett batteri. Men vilken kapacitet behöver det?

På somrarna har vi i snitt förbrukat 21 kWh/dag vilket blir en snitteffekt på 1 kW. Om man antar att man skall vara ute på sommaren och vill att batterierna skall hålla i ett dygn utan att solen skiner över huvud taget så behöver man ha en batterikapacitet på 21 kWh. Med 48 V systemspänning blir det 21 kWh / 48 V = 438 Ah.

Snittförbrukningen på vintrarna 2016 – 2020 var 94 kWh / dag vilket blir en snitteffekt på 4 kW. Genom effektiviseringar eller mer vedeldning fick vi ner förbrukningen till 70 kWh / dag 2022 / 2023 vilket ger en snitteffekt på 3 kW. Vill man att batterierna skall hålla ett dygn utan sol behöver man 70 kWh / 48 V = 1 450 Ah.

Som synes behövs orimligt stor batterikapacitet om man skall klara ett dygn på vintern. I skrivande stund kostar bly-kol-batterier ca 200 kr / Ah @ 48 V så det blir 290 000 kr för ett sånt batteri.

Men då solpanelerna inte ger så mycket på vintern så spelar det ingen stor roll över huvud taget hur stort batteri man har om man ändå inte kan fånga några fotoner att hälla i dem.

En rimligare ansats kanske är att dimensionera batteriet för att klara dygnets mörka timmar under perioden maj till och med september. Under denna period kan man rimligtvis kanske klara strömförsörjningen helt från solcellerna utan tillsats från landström. Om man antar att solcellerna kan leverera 12 timmar om dygnet så behövs 10,5 kWh / 48 V = 219 Ah.

En batteribank med 16 st av Victrons bly-kol-batterier på 106 Ah styck kostar ca 80 000 kr och blir på 424 Ah (100 % DoD) eller 300 Ah (70 % DoD).

Pylontech 4 x US5000 LiFePO4-batterier totalt 19,2 kWh verkar intressanta och är kompatibla med Victron Quattro II. Finns på Amazon för ca 84 000 kr. Vid 95% DoD ger de 380 Ah.

6 st RUIXU RX-LFP48100 (51.2V, 100 Ah, 5120 Wh) kostar 86 500 kr och ger användbara 6 x 100 Ah x 0,9 = 540 Ah eller 6 x 4,92 kWh x 0,9 = 26,6 kWh vid 90 % DOD.

Men varför 6 batterier som ger 26,6 kWh när vi bara behöver 10 till 20 kWh? Jo, batterierna kan bara leverera 50 A kontinuerligt och då vi har tre växelriktare som kan dra 5 kW / 48 V = 100 A var så måste vi ha 6 batterier för att de skall kunna leverera den ström som krävs.

Vi har faktiskt inte öppnat paketen ännu men jag gissar att det är batterier i dem. För jag litar på Tomten! Och vi har varit mycket snälla.

Nu är alla solpaneler på plats på taket!

Då vi inte ville skruva igenom glasfibern på taket och riskera läckage så valde vi att limma fast skruvar istället. Jag hittade inget bra fästsystem som skulle passa för ett sånt montage så det blev till att tillverka lite egna fästdetaljer.

Den nya Bridgeporten (en metallslöjdsmaskin) fick jobba med att fräsa ut lite delar från aluminiumprofiler.

Sen ryckte John ut och hjälpte till med att montera. Här limmar han fast skruvar mot glasfibern för att fästa första raden. Vi slipade bort färgen med vinkelslip och limmade med snabbepoxi.

Första raden tog längst tid men när den var limmad och rakheten godkänd av ventilatortrollen så gick allt lite snabbare.

Efter att ha målat över basen på alla limskruvar efter något dygns härdtid så monterade jag de resterande panelerna. Och med kalla fingrar klättrade jag upp på skorstenen för att beundra frukterna av allt arbete.

Det var den enkla biten. Nu återstår kabeldragning och installation av massa magiska blå elboxar som ska skyffla elektronerna från taket in i våra hushållsapparater.

Jag tvättade taket med högtryckstvätt inför solpanelinstallationen och kom på att det nog kan vara en bra ide att smaska på lite färg också medan taket är åtkomligt.

Lelle på Stillströms var behjälpligt och ordnade med goda råd och snabb leverans av färg. Det blev den här gången en PU-färg som heter Tikkurila Temaclad SC 50 i kulören RAL 7035.

Det är ju lite knepigt väder att måla i så här års men igår fick vi på ett första lager i solskenet. Vi ska lägga på ett till lager och då kommer taket bestå av pärlspont, tre lager 300 g/m² glasmatta i polyester, tre lager Intergard 263 och två lager Temaclad SC 50. Det bör hålla i några årtionden.

Nu har solpanelerna kommit!

Så då är det hög tid att fortsätta projektet. Panelerna måste ju upp på taket men innan det kan ske måste jag skaffa lite monteringsdetaljer. Och skaffa lite hjälp då det inte är helt enkelt att hantera panelerna själv.

När panelerna väl är på plats på taket måste de ju kopplas till någonting. ”Vanliga” växelriktare för solelsystem i t.ex. villor har ju ofta inbyggda solcellsregulatorer så att man kopplar in sina paneler rätt in i växelriktaren. Victrons system är mer modulärt uppbyggt och man har oftast externa solcellsregulatorer, även kallade MPPTs. Det blir ju lite mer installation och kanske dyrare men förhoppningsvis effektivare.

I vårt fall blir moduläriteten en fördel då vi kan optimera MPPT-regulatorerna för att försöka förbättra skuggningsproblemen lite. Så då måste vi bestämma vilka MPPT-regulatorer vi ska ha.

MPPT-regulatorerna vill ha en spänning från panelerna som är minst lika hög som batteriernas laddningsspänning. I vårt fall ska vi ha ett 48 V-system så då vill man ha minst typ 54 V. Men för att ha marginal gärna lite mer. Panelernas data syns i bilden nedan och vi kan se att vi behöver minst två paneler i serie för att komma upp över 54 V.

Om man kopplar flera paneler i serie och en av dem är helt skuggad så kan den gruppen inte leverera nån ström alls då den skuggade panelen blockar strömmen. Således är det bäst för oss att parallellkoppla flera strängar med endast två paneler i serie för att de paneler som är helt skuggade av skorstenen inte skall kunna dra med sig mer än en av sina kamrater ner i den mörka avgrunden.

Det bästa blir då att ha en MPPT-regulator till varje seriekopplat par med paneler. MPPT-regulatorerna är nämligen intelligentare än vad jag är och kan optimera spänningen beroende på massa faktorer för att kräma ut så mycket effekt som möjligt. Dessa faktorer skiljer sig ju då åt om några paneler t.ex. är partiellt skuggade medan andra inte är det. Dock blir det i så fall nio stycken separata MPPT-regulatorer (då vi har 18 paneler) vilket blir orimligt dyrt och jobbigt att koppla in. Så vi siktar på att koppla tre olika grupper med 2s3p (två i serie och tre parallellt).

Victrons MPPT-regulatorer heter SmartSolar MPPT XX/YY där XX är den maximala spänningen de kan hantera på ingången och YY är den maximala strömmen de kan hantera. Det är alltså dessa XX och YY vi söker. Tyvärr innebär höga värden på XX och YY även höga värden på $$ så om man inte är gjord av pengar är det bäst att räkna lite.

För att ytterligare komplicera allt så varierar en solpanels spänning och ström med temperatur och såklart solinstrålning. Så för att man ska slippa plocka fram matteböckerna har Victron varit så snälla att de har gjort ett fint verktyg för att dimensionera sin MPPT-regulator och det finns både som en webbaserad kalkylator och som ett kalkylblad.

Om man knappar in våra paneler i en 2s3p konfiguration ser man att vi ska ha tre stycken SmartSolar MPPT 150/60. Egentligen tycker verktyget att det räcker med SmartSolar MPPT 150/45 men då kommer den begränsa strömmen över hela temperaturregistret lite väl mycket för min smak.

I bilden ovan ser man spännings- och strömkurvorna för en 2s3p-grupp. Som synes håller sig spänningen över 54 V och under 150 V över hela registret. Strömmen kommer upp i regulatorns begränsning 60 A först när panelen håller typ -15 °C och vid det laget så orkar sig väl solfanskapet inte ens upp över horisonten så det spelar mindre boll.

Nä, nu måste jag sluta svamla och börja bygga istället om jag ska lyckas fånga några fotoner innan de går och lägger sig för vintern.

Badrummet är 98 % klart och då är det mer än hög tid att starta nästa projekt innan man riskerar att göra någonting helt klart. Vi får återkomma med bilder på badrummet inom kort när det är 99 % klart men nu över till nästa puck.

Planer på att ha solpaneler och kunna vara självförsörjande på el under sommaren har alltid funnits. När man till slut kommer ut på böljan den blå så måste man ju ha nåt sätt att tillverka elektroner till sitt hushåll och helst utan att ha ett elverk stånkandes. Och med senaste vinterns elpriser så blev ju dessa planer avdammade och inladdade i hjärncellens arbetsminne så nu är det hög tid att sätta igång att bygga.

Victron Energy gör ju de bästa grejjerna för marina elsystem så vårt system kommer baseras på deras produkter. De har mycket bra support och information att tillgå så om nån vill fördjupa sig kan jag rekommendera att gå in här och läsa: Victron Support. Framförallt det här dokumentet är vital läsning till alla som funderar på att dra ett elsnöre på ett flytetyg.

På ett övergripande plan kommer systemet se ut så här. Hjärtat är Victrons laddare/växelriktare Quattro II som kan ladda batterier från landström, solpaneler eller generator eller tillverka växelström från batteriernas DC-spänning.

Alla olika delar i systemet behöver ju dimensioneras korrekt och vi börjar med solpanelerna för att de är enklast. Stor-Erik har ju ett stort ganska platt tak på ca 50 kvadratmeter och då vi kommer behöva så mycket solenergi som möjligt på höst och vår så är det ju bara att strössla ut så många paneler som det går. För att bevara Stor-Eriks klassiska utseende läggs panelerna platt på taket för att de inte ska synas annat än uppifrån.

Efter att i cadden ha testat en stor mängd tillgängliga solpaneler blev det till sist uppenbart att de paneler som är ca 1750 x 1150 mm får bäst packningsgrad. Vi får plats med 18 st paneler enligt bilden ovan och då får man lite plats i mitten och kring skorstenen så att man kan ta sig fram på taket för att t.ex. borsta bort snö eller syssla med annat underhåll.

Till slut blev det så att vi beställde 18 st Trina Solar Vertex S+ TSM-NEG9R.28, 435 Wp vilket ger en totalt installerad effekt på 7,8 kWp. Datablad på panelerna finns här.

Anledningen till att vi valde just dessa paneler var att de fanns tillgängliga för snabb leverans, var hyfsat prisvärda, har högre spänning och att de har 1/3-skurna celler vilket är bättre när man har partiell skuggning av panelerna. Och just skuggning av panelerna är ju ett stort problem i vårt fall då skorstenen och ventilatorerna kommer skicka sina mäktiga skuggor på varje panel någon gång under solens vandring över himmelen.

Med halvskuggade paneler är det extra viktigt att tänkta över solpanelernas regulatorer men det sparar jag till nästa avsnitt i Stor-Eriks solenergiskola. Stay tuned!