Avstånd till elcentral

[Knauer]

Hej,

planerar att sätta upp en markställning och installera 5.2kW. Avståndet mellan
markställning och elcentralen är 15m. Samtidigt kommer jag att bygga ett Attefallshus
och skulle vilja sätta upp 2.9 kW på taket. Problemet är att avståndet
mellan Attefallstak och markställning är 15m + 15 m till elcentralen.
Jag är novis inom området men så mkt förstår jag att likström och långa
avstånd inte är optimalt. Frågan är hur mycket jag förlorar? Är det värt
att sätta solpaneler på Attefallshuset med dessa långa avstånd?

[Arne]

Hej!

Om du avser att ha 15 meter lång solarkabel(dvs likströmskabel) från solcellsmodulerna(markställningen) och till elcentralen(fasadskåp), så är det inget problem. Det kommer inte att bli något särskilt stort spänningsfall.
Totala solarkabellängden är 2 x 15 meter (strömmen skall fram men tillbaka också).
Högsta strömmen i en sträng(såvida man inte parallellkopplar strängar, vilket man inte gör vid så små effekter som 3 à 10 kWp), är ca 9 Ampère, och då endast kring midsommartid och kring klockan 12:00 och om molnfritt, all annan tid mycket lägre ström. Ofta använder man dessutom solarkabel med tvärsnittsarea 6 mm2.

Du kan ju alternativt montera växelriktaren vid markställningen, och då blir växelströmskabel 15 meter lång istället. Men ofta vill man ha växelriktaren under tak inomhus, eller i ett garage. För att den skall vara litet skyddad mot fukt och stöld.

Arne

[Knauer]

Hej!

Tack för svar. Lyckas ej med att bifoga en bild vilket skulle förenklat.
Det verkar inte vara ngt problem att koppla in solcellerna (5.2 kW) på
markställningen (sträng 1) till elcentralen som befinner sig på utsidan
av garaget 15m bort. Växelriktaren tänkte jag för övrigt placera inuti garaget.

Min fråga gällde huruvida det är lönt att koppla in ytterligare en sträng
(2.9kW, sträng 2)) som placeras på ett Attefallstak. Avståndet från Attefallshuset
till markställningen är 15m. Sedan tillkommer alltså ytterligare 15m för att
sträng 2 ska nå elcentralen (dvs totalt 30m). Eller kan man koppla samman sträng 2
med sträng 1 utan att dra sträng 2 separat till elcentralen?

[Arne]

5,2 kWp innebär att du behöver ca 20 st solcellsmoduler, varje på 250 kWp.
2,9 kWp innebär då ca 12 styck på 250 Wp.
Det blir totalt 8,1 kWp installerad effekt.

De flesta växelriktare idag har minst 2 st oberoende likströmsingångar, dvs MPPT.
Om du funderar på att installera 8,1 kWp, så skaffar du säkert en växelriktare på ca 7 till ca 10 kW, utgående max. växelströmseffekt. Den är då 3-fasig.

De där 20 modulerna blir en ganska bra sträng, men de måste titta i samma väderstreck och alla vara lika uppvinklade. På markställning är det väl inga problem. Jag tror du kan ha max. 23 st solcellsmoduler seriekopplade, utan att komma upp i allför hög tomgångsspänning. Växelriktare tål, ca max 1000 V.

På den andra MPPT-ingången på växelriktaren, kan du lägga de andra 12 st seriekopplade solcellsmodulerna, och då skall de alla 12 titta i samma väderstreck och ha samma uppvinkling.
(du kan icke ha 20 + 12 st seriekopplade moduler, pga växelriktaren tål ej så hög spänning(1500 V).

Motståndet för en solarkabel på 6 mm2 koppar, är 0,0034 Ohm/meter.
Om strömmen i solarkabeln är, säg 9 A, då blir spänningsfallet i den 2x15= 30 m långa solarkabeln:
(märkströmmen för en modul på 250 Wp, är ca 8 à 9 Ampère)
motståndet i solarkabeln R blir = 2x15 x 0,0034 = 0,102 Ohm.
alltså =  I x R  = 9 x 0,102 = 0,918 Volt. Den strängen ger ca 620 Volt.
0,918 V jämfört med 620 Volt är mycket litet, dvs obetydlig förlust (0,15 % förlust).
Du skall också betänka att, du möjligen i anläggningens bästa stund på året kan komma upp i strömmen 9 A. Det är midsommar, tid kring kl. 12:00 och om då molnfritt. All annan tid har du betydligt lägre ström, och därmed ännu lägre förluster.

Du kan inte koppla samman markställningssträngen med attefalksträngen.
(Inte riktigt sant. Om du har en SolarEdge växelriktare och solarEdge effektoptimerare, så går just det.
Vi har ett SolarEdge-system och har gjort det du säger, nämligen seriekopplat ihop flera delsträngar till en och samma MPPT )

Det är ingen mening att snåla och förlägga 4 mm2 solarkabel, pga en 6 mm2 kostar obetydligt mer.
4 mm2 ca 9 kr/meter, och 6 mm2 ca 12 kr/meter. Så grov som 10 mm2, behöver du absolut icke. Dessutom är den betydligt dyrare, och svårare att få tag på.

Det lönar sig så tillvida att ha 2,9 kWp på den andra MPPT-ingången, att du ju då kan producera mer solström. Annars står den andra MPPT-ingången helt oanvänd, vilket nog inte dock gör något för den "aktiva" MPPT-ingången.  Du tycks avstå att även göra 2,9 kWp, pga du är rädd för att allt från den strängen skulle gå i förlust pga långa solarkablar. Men det har vi ju undanröjt, att så är icke fallet.

[rikkitikkitavi]

Betänk bara att standard solarkable är inte avseddd att markförläggas direkt.
Det är också direkt olämpligt att gräva ner en kabel utan skyddsrör.

Lägg ner den som om det vore en vanligt starkströmskabel.

[Knauer]

Tack Arne för utförligt och pedagogiskt svar! Nu är jag med på noterna. Min leverantör var tveksam till Attefallssträngen med hänvisning till förluster, dock utan att specificera storleken på dessa
förluster. Nu förstår jag hur man räknar och inser att förlusten är försumbar.

En sista fråga: installerad effekt blir 8.06kW (sträng 1: 260Wx20, sträng 2: 260Wx11
Min första tanke var att köpa en Fronius 8.2kW växelriktare, fast jag har en känsla att jag
vill bygga ut systemet med ytterligare 8-10 paneler när jag får råd. Därför vore det nog
smartast att köpa en 10kW växelriktare. Hur mycket förlorar man om man kör en
8.1kW installation på en 10kW växelriktare eller ska detta undvikas?

En sista fråga: finns det några säkerhetsaspekter att ta hänsyn till för solceler på en markställning
(barn finns i hushållet)?

[Arne]

Det är troligen faktiskt så. När du har kört igång din anläggningen,
börjar du nog redan tänka på att bygga ut den.

Det är riktig då att bygga ut på solcellsmoduler på "lilla" strängen, den med bara 11 moduler, så den blir litet längre och uppnår ca 20 à 22 moduler. Men du kanske inte har plats på det taket?

Med ovan sagt, är det bra att redan från början köpa en överstor växelriktare.
Detta speciellt om du har plats över på taken att lägga moduler.
Sådant lockar nämligen att lägga moduler även där i framtiden.

Titta på Fronius datablad för deras växelriktare. De har där diagram, så du ser hur verkningsgraden varier med uteffekten. Man ser då att hög verkningsgrad även gäller för bra mycket lägre än märkeffekten.
Därför inget problem att ha en 10 kW:are, även om du bara har installerat 8 kWp moduler. Speciellt inte om du avser att snart bygga ut. En växelriktare på 10 kW, kan du ha ca 12 à 13 kWp moduler på. Speciellt om den ena strängens moduler tittar mot öster och den andra mot väster. Då får de nämligen aldrig sina maxeffekter samtidigt, utan den ena strängen på förmiddagen och den andra på eftermiddagen.

Fronius har ett beräkningsprogram "Fronius Solar configurator", som de gratis ställer till förfogade.
Du skall givetvis köra det och se. Finns på Fronius hemsida.
Men du skall givetvis redan nu räkna med Fronius dataprogram, med den tilltänkta växelriktaren, se om du börjar med 8 kWp, och se hur mycket du kan bygga ut max.

Man skall alltid förhindra att olyckor överhuvudtaget kan ske. Det är faktiskt livsfarlig spänning vid en solcellsanläggning. Givetvis kan man ta på modulramar och på andra ställen på modulerna, utan att få ström i sig. Solcellsmodulerna kopplas ihop i serie genom att förbinda modulernas kontakter. Det är en speciell typ av kontakt, på vilka man inte enbart med händer och fingrar kan komma åt spänningsförande metalldelar i kontakterna om man drar isär plus- och minuskontakterna. Men, drar du isär kontakterna, vilket du inte behöver något verktyg för,  och petar med en metalltråd i båda kontakterna samtidigt, så får du dig en härlig pärla, som kan kosta dig livet. Är det dock ett par hundra Volt, kanske 600 à 700 Volt. Är det sedan dagg och fukt också. Därför, skall du inte ha ungar(egentligen ej heller vuxna. Vuxna är ju egentligen endast åldrade barn) springande där och pilla. Därför är solcellsmoduler på tak bra placering.

Arne

[thomas_blekinge]

Det finns möjligen några missförstånd här. Likström och långa avstånd går mycket bra ihop Vill du transportera 8 kW sol-el med likström så är spänningen i den kabeln oftast 500-800 V. Om du växelriktar effekten nära panelerna så blir växelspänningen 230 V (mot jord) och du behöver köra högre ström istället. Högre ström medför högre förluster om man inte ökar ledartvärsnittet.
Av denna anledning är de längsta kraftöverföringskablar som finns (högspänd likström) gjorda för likström.

[PRO]

5200 W
Varje panel ger ca. 32 V a 18 st = 640 V
DC ström = 5200/640 = 8,13 A

AC ström trefas--> 5200 / (400*1,73) = 7,51 A

DC effekt förlust--> (0,0175*30) / 6  = 0,0875 ohm --> 8,13²*0,0875 = 5,8 W
AC effekt förlust--> (0,0175 * 15 ) / 6 = 0,04375 ohm --> 7,51² * 0,04375 = 2,46 W

[Arne]

Vid 1-fasig effektöverföring dvs då ström flyter genom en fas och tillbaka genom nollan, då är motståndet i kabeln:
R = (rå x 2 x L)/A    [Ohm]
rå = resistivitet för ledaren, [Ohm x mm2)/m]
där L = fasledarens kabellängd, i [meter].
A = kabelns tvärsnitt, i [mm2].

Vid 3-fas effektöverföring blir det annorlunda, den av ström genomflutna verksamma kabellängden:
L-3fas = 1,73 x L   pga 120-gradiga fasförskjutningen.

Därför blir det vid trefas:
R-3-fas = (rå x 1,73 x L)/A    [Ohm]

PRO kanske ska multiplicera sitt resultat för AC-effektförlust med 1,73?

[PRO]

Ja Arne, du har så rätt!
Gjorde en kontroll med uträkning av effekten i änden med spänningsfallet som uppkommer.
DC spänning i ände = 639,29 V, DC effekt förlust i ände = 5,78 W

AC spänning i ände = 399,67 V, AC effekt förlust i ände = 4,274 W
JMF 2,47 W * 1,73 = 4,27 W