Dimensionering av batteribank

[Isidor]

Jag vill driva en last på 60W med hjälp av solceller. Jag har tänkt mig 1000W solceller monterade med 70 graders lutning. Dock kommer en batteribank att krävas då jag vill kunna driva lasten även nattetid eller de dagar då molnigheten ger en sämre produktion.

Hur ska jag tänka när jag dimensionerar batteribanken?

Hur vore det lämpligast att koppla upp systemet? Att ha lasten endast kopplad till batteriet som i sin tur laddas av solcellerna när det krävs eller finns det något bättre alternativ?

[callec]

Hej

Är det tänkt för åretruntdrift?
Var ska anläggningen stå?
Står panelerna mot Syd?

[nelos]

Ja, det behövs lite mer information om användning och behov för att kunna dimensionera.
Är det 60W kontinuerligt året runt, eller går lasten bara ibland?

Hur viktigt är det att det alltid finns energi för att driva lasten, fungerar det att stänga av lasten om det händer tillräckligt sällan, och sannolikheten för det är låg?

Här är en annan tråd om batteribanksdimensionering som kanske kan vara till hjälp:

http://solcellforum.18852.x6.nabble.com/Driva-ett-litet-50W-Kylsk-p-td5003230.html

[Isidor]

Ja lasten ska drivas året runt, så gott det går med solceller och batterier. De tillfällen som ingetdera kan tillgodose med el kan det vara driftstopp alternativt försörjning från elnätet. Men den tiden vill minimeras i den mån det går.

Solcellerna kommer att vara placerade i Gävletrakten med riktning rakt mot söder. Det finns gott om takyta att placera panelerna på.

Jag har läst lite löst om att batteribanken ska vara fem gånger dagsbehovet, är detta någon allmän tumregel? Dvs mitt behov under en dag är 60x24=1440Wh vilket ger ett batteri på 1440x5=7200Wh --> 600Ah för ett 12V batteri, eller? Är det rimligt med 600Ah batteri eller bör jag göra den större/mindre?

[nelos]

Finns det elnät så kan du ju överväga att använda en växelriktare kopplad till elnätet så att du kan mata in överskottet till elnätet under sommarhalvåret.

Det är mycket enklare att få god ekonomi med en sådan lösning istället för en fristående batteribank.

Skulle det fungera, eller är det något speciellt skäl till att använda batterier?

[Isidor]

Ja visst kan man mata in överskottet på elnätet. Eftersom det är en så liten effekt som ska drivas så är det väldigt lång återbetalning på systemet.

Anledningen till att driva lasten frikopplad från elnätet är att undersöka till hur stor del av året det är möjligt. Detta då jag håller på att göra en teoretisk modell för detta och ska testa modellen rent praktiskt. Systemet är i det långa loppen tänkt som en lösning för andra länder än sverige, exempelvis länder med en större solinstrålning och ett eventuellt mer opålitligt elnät. Därför skulle jag kunna sälja överskottet på elnätet men det är ingenting som egentligen är relevant just nu.

[nelos]

OK, då förstår jag.

Denna kan vara intressant i sammanhanget, en svenskutvecklad stirlingmotor, Genious:

http://www.inresol.se/pdf/GENIOUS_datasheeet_stirling_engine.pdf

http://www.inresol.se/

http://vimeo.com/72976785

Stirlingmotorn kommer börja säljas i sommar.

[callec]

December är sämsta månaden, då kommer du kanske att producera ca 4 kwh/månad

[Isidor]

Jo jag har kikat på den motorn, mycket intressant måste jag hålla med om. Jag har också varit i kontakt med företaget och precis som du säger så är det inte förrän till sommaren som produkten kommer att kunna köpas. Då jag gör det här projektet som en del i min utbildning har jag inte på mig till sommaren att vänta och därför blir det vanliga solceller : )

Och ja, jag förstår att december blir knapert och likaså januari, men då får det vara driftstopp alternativt drivas av elnätet om det är ett måste att driva lasten den perioden:)

[nelos]

Så här ser fördelningen av sol-utbytet ut per månad (på ett ungefär):



Exemplet är hämtat här:
http://www.piko-solar-portal.com/PlantViewPublicGeneral.aspx?plantId=2f7b72a4-87f2-483c-9fd9-9a48c14aa3ad


Under december gav det i det här fallet 10 kWh/kW, vilket i ditt fall med 1 kW solpaneler skulle betyda 10 kWh under hela december.

I juli gav samma anläggning 154 kWh/kW, dvs i ditt fall 154 kWh.

60W dygnet runt ger 60*24Wh = 1,44 kWh.
Det betyder 1,44 * 30 = 43 kWh per månad.

Så sommarmånaderna går bra, men de mörkaste vintermånaderna (nov-feb) ger inte tillräckligt med energi.

[nelos]

Stirlingmotorerna i länkarna nedan finns att köpa i dag, men de drivs med gas, så de är inte optimala för svenska förhållanden.

I Sverige vill man kunna elda med ved/pellets och generera el och värme samtidigt.

Inresol Genious ger 5kW kontinuerlig effekt från ved!


Whispergen:
http://www.whispergen-europe.com/stirling_en.php?fm=stirling&fp=The%20Stirling%20Engine

Microgen:
http://www.microgen-engine.com/index.php?option=com_content&view=article&id=6&Itemid=17

Baxi Ecogen:
http://www.baxi.co.uk/renewables/combined-heat-and-power/ecogen.htm

https://www.youtube.com/watch?v=9UBbKWcWyVk&feature=watch-vrec

https://www.youtube.com/watch?v=JpV1w65GSdo&feature=related

[nelos]

Qnergy:
http://www.qnergy.com/

Viessmann:
http://www.viessmann.com/com/en/products/Micro_CHP.html
http://www.viessmann.com/com/content/dam/internet-global/pdf_documents/com/brochures_englisch/ppr-micro_chp_boiler.pdf


http://www.holzvergaserwerkstatt.de/#!englisch/ck

[Isidor]

Ja, det kommer att bli svårt att driva lasten de mörkaste vintermånaderna. Men jag kommer ändå att behöva en batteribank för sommarmånadernas nätter. Hur ska jag dimensionera batteribanken?

Vad är nackdelarna med ett överdimensionerat solcellssystem (sommartid) för att täcka upp en del av behovet under nov-januari? Förutom de uppenbara med priset:)

[nelos]

Om man dimensionerar för perioden mars-september så skulle det kunna fungera med 1kW märkeffekt.
Oktober ligger på runt 50 kWh/kW, och det är inte tillräckligt med marginal, man bör nog ha kapacitet för att generera minst det dubbla energibehover för en given månad.

Batteribanken bör klara ett par dagars energibehov utan någon tillförsel av energi, så det ger:

60*24*5 = ca 7 kWh.

Med 12V-batterier innebär det 7000/12 = ca 580 Ah. Ett normalt fritidsbatteri är på ca 80Ah, så det ger då ca 7 batterier. Man bör undvika 12V-system eftersom det ger högre strömmar i ledningar, ett 24V-system är bättre.

Då blir valet 6 eller 8 batterier, låt oss säga 8 st så har man även möjlighet att välja ett 48V-system.

1000W solceller och 8 st fritidsbatterier är möjligt, men blybatterier ska aldrig laddas ur till mer än hälften så i praktiken ger det bara möjlighet till halva energin:

80Ah*12V*4 = nästan 4 kWh.

Det ger då möjlighet att köra utan energitillförsel 4/1,44 = ca 3 dagar.

Helst ska batteribanken vara ännu större, beroende på om man kan ta risken att bli utan el vid långvarigt dåligt väder..
 

[Micke]

Sterling-motorerna verkar intressanta. Undrar om man kan driva dem med de heta avgaserna från en bensinmotor? I så fall ett bra sätt att öka verkningsgraden på bilen.

[nelos]

Ja, med Inresols stirlingmotor kommer man som privatperson kunna generera 5kW el även på vintern.

Speciellt i norra Sverige använder ju många redan idag ved eller pellets för uppvärmning,
och med stirlingmotorn kopplad till pannan kan man dessutom få all elström man behöver och kan sälja överskottet till elnätet.

Fler filmer på prototypexemplar:
https://www.youtube.com/watch?v=kwX5R7xDIWE

https://www.youtube.com/watch?v=YK04IP188ZI

Mindre hemmabyggen:
https://www.youtube.com/watch?v=UvrBzwBIFhM
https://www.youtube.com/watch?v=6LNDI7JGscg
https://www.youtube.com/watch?v=YjmaihOvcbc
https://www.youtube.com/watch?v=CXCkCU7shio
https://www.youtube.com/watch?v=rVDGj6B1rnw


 

[nelos]

Den 14:e Maj kommer det hållas en presentation om Inresol GENIOUS i Stockholm:

http://www.inresol.se/sample1/

[Isidor]

Okej, men då har jag nog tänkt rätt när det gäller dimensionering av batteribank. Din förklaring var väldigt tydlig och bra:)

Genious är mycket intressant tycker jag. Speciellt här uppe där solen inte är framme under långa perioder på vintern. Hittar ingen information om hur mycket pellets man kan tänkas ladda den med och hur länge det beräknas räcka, har du sett något om det?

[Isidor]

nelos, du verkar vara duktig på solceller så jag passar på att fråga en till fråga:)

Om jag har bestämt solinstrålningen på en lutad yta (kWh/m2) hur beräknar jag kWh/kWp så att jag kan jämföra med diagrammet som du hänvisade till? Är 10kWh i december per m2 i ditt diagram och är kWp märkeffekten på solcellen så att om jag har 2kW solceller i december i ditt fall så producerar de 20kWh? Förvirrar mig själv just nu tror jag... :)

[Isidor]

Ja men vänta nu. Jag tänkte nog lite för hastigt. Diagrammet visar en testanläggings produktion, eller hur!? Trodde att den visade solinstrålningen:)

Men då borde det gälla precis för de solcellerna med den lutningen och riktningen eller hur?