Solceller för värme

[Cyan]

Går det att seriekoppla solcells paneler till upp emot 400 V, och mata direkt till elpatroner med likström?
Finns det någon här som har erfarenhet av detta?

[tor_fransson]

Det kommer funka dåligt förutom ett fåtal timmar mitt på dagen eftersom elpatronen kommer dra ned spänningen under den punkt där solpanelen ger bra med effekt.



Så fort effekten sjunker under en viss punkt så kommer effekten dyka som en sten, eftersom elpatronen har en mer eller mindre konstant resistans.

[Cyan]

Tack för svaret. Jag inser att du har insikt i det du pratar om.
Vad jag vill åstadkomma är enkel anläggning.
Blir det alltså bättre effekt med en omriktare i kretsen?
Även omriktaren har verkningsgrad och alstrar därmed värme. Den kan i mitt fall placeras inomhus i källaren, därmed tillvaratas även den värmen.
Investeringskostnaden för en 5kW anläggning, avskräcker dock. Kostnaden höjer pay-off-tiden rejält.

[magneten]

Fast avkastningen brukat ändå hamna på mellan 5-9% /år på det investerade kapitalet vilket innebär att investeringen är lönsam redan 1a året även om du höjer huslånet!

[tor_fransson]

Vad är det du skall värma? Kan solfångare vara ett alternativ?

[Cyan]

Ja det är ett av alternativen.
Solceller har dock utvecklingsmöjligheter, i framtiden. Det är därför jag klurat på en anläggning utan omvandlare, från start. Din invändning väcker tanken att det skall finnas en timer i styrkretsen. Vi kan då programmera olika långa till resp från-tider och mäta utvinningen.

[Arne]

Teoretiskt borde det gå att utan växelriktare seriekoppla ett antal solcellsmoduler och ansluta strängen till elpatron avsedd för 400 V växelström, dvs spänningen mellan 2 faser. De 400 volten är växelströmmens effektivvärde, tror jag. Växelspänningens spänningstoppar mellan två fasledare är högre än 400 volt, och är roten ur 2 högre, dvs 565 Volt.  Då är det väl 2 st 230 Volt AC värmeelement som är seriekopplade i elpatronen.  Ska man då få samma värmeeffekt som när de matas med 400 Volt AC, behövs just 400 Volt likspänning över de 2 seriekopplade värmeelementen, tror jag. Det borde klart även att gå att mata ett 230 Volts värmeelement i elpatronen med seriekopplade solcellsmoduler, men då några färre seriekopplade.

Man får titta på solcellsmodulernas diagram ström mot spänning, och genom att veta värmeelementens resistans bör man kunna välja lämpligt antal seriekopplade solcellsmoduler. Man kan ju anta att solcellsmodulerna maximalt bestrålas så de uppnår sin märkeffekt. Om det blir önskvärt effektivt för att få tillräcklig effekt för att få varmvatten, vet jag inte. Du får räkna på det.

[calle]

Solceller har en verkningsgrad på 16-20%

Solpaneler för värme plockar ut 70-85% av värmen till varmvatten. Lite beroende på temperatur på vattnet.

På samma yta så får man 4ggr så mycket värme med solpaneler. Dock så kan en luft-luft värmepump som drivs av solceller generera mer värme.

Ett vatten system kräver dock mer service medan cellerna är självgående.

Ett problem är att värmen är svårare att lagra till vintern. Elen från cellerna "ligger kvar i dammarna" till vintern!


Skickat från min Sony Xperia™-smartphone

---- Arne [via Solcellforum] skrev ----

Teoretiskt borde det gå att utan växelriktare seriekoppla ett antal solcellsmoduler och ansluta strängen till elpatron avsedd för 400 V växelström, dvs spänningen mellan 2 faser. De 400 volten är växelströmmens effektivvärde, tror jag. Växelspänningens spänningstoppar är högre än 400 volt, jag tror roten ur 3 högre, dvs 692 Volt.  Då är det väl 2 st 230 Volt AC värmeelement som är seriekopplade i elpatronen.  Ska man då få samma värmeeffekt som när de matas med 400 Volt AC, behövs just 400 Volt likspänning över de 2 seriekopplade värmeelementen, tror jag. Det borde klart även att gå att mata ett 230 Volts värmeelement i elpatronen med seriekopplade solcellsmoduler, men få några färre seriekopplade.

Man får titta på solcellsmodulernas diagram ström mot spänning, och genom att veta värmeelementens resistans bör man kunna välja lämpligt antal seriekopplade solcellsmoduler. Man kan ju anta att solcellsmodulerna maximalt bestrålas så de uppnår sin märkeffekt. Om det blir önskvärt effektivt för att få tillräcklig effekt för att få varmvatten, vet jag inte. Du får räkna på det.

---

Om du svarar på detta e-postmeddelande kommer ditt meddelande att läggas till i diskussionen nedan:

http://solcellforum.18852.x6.nabble.com/Solceller-for-varme-tp5015677p5015686.html

To start a new topic under Solcellforum, email [hidden email]
To unsubscribe from Solcellforum, click here.
NAML

[Cyan]

Tack för svaret Arne. Det känns bara att du du landar i samma resonemang som jag, fast du inte hört den.
Jag ser heller inga problem med att mata patronerna med likström. Hoppas detta kommer stämma.
Som du förstår försöker jag bygga så enkelt som möjligt. I initialskedet helt utan ac/dc-omvandlare.
Värmeanläggningen skall kompletteras med separata patroner, för matning från solcellerna. I pannan sitter redan ac-drivna patroner, som klarar försörjningen. Tillskottet skall ge en direkt reducering av el-förbrukningen.
Matningen från solpanelerna skall styras on/off från temp.givare i vattentanken.
Toppeffekten kommer att ligga något över 5 kW, så det finns risk för kokning, sommardagar.

I framtiden kan anläggningen kompletteras med omvandlare, kopplad för elleverans ut på nätet, om villkoren med elbolaget blir bra.

[tor_fransson]

Värmepatroner funkar jättebra med likström.

Om du inte är främmande för att konstruera lite själv skulle du kunna ha en spänningsvakt som kopplar in och ur värmepatroner för att hålla spänningen uppe. Timer funkar inte så bra eftersom den inte tar hänsyn till vädret, att produktionen kan variera med 400% från ena timmen till den andra.

T.ex. skulle du när det är molnigt kunna ha en värmepatron i kretsen, och när solen gassar, fyra st.

[Cyan]

Tack, du har rätt. Reglering på spänningsnivå blir effektivare. Styrning av fler patroner, låter också bra. Då kan man få ut mest av panelerna.
Jag är mekaniker, men min svärson är elektriker, så jag kan bara önska så fixar han !

[Arne]

Jag antar du tänker använda vanliga elpatroner för växelström, då de är billiga.
Jag har för mig att elelementen i en värmepatron är på 2000 W och ska matas med 230 V.
Eftersom det är en resistiv last har de ingen impedans, utan en rent resistiv belastning kan antas.
Då blir dess ström 2000/230= 8,7 A, och resistansen = 2000 /(8,7*8,7) = 26,5 Ohm

Tittar du på en 275 Wp modul, och vid 1000 W/m2 bestrålning och tittar på dess maximal-effekt-punkt så är den 31,4 Volt vid 8,9 A. Kopplar du 7 st sådana solcellsmoduler i serie blir det:
spänning: 219,8 Volt
Ström: ca 8,3 A (= 219,8/26,5)
Dvs värmeeffekten = 219,8 * 8,3 = 1824 W (alltså vid solcellsmodulernas märkeffekt)
Lyser solen mindre, blir värmeeffekten givetvis lägre. Men du bränner inte sönder 2000 kW-elelementet med 7 st seriekopplade moduler på 275 Wp.

[magneten]

Att beakta är ju att du får 30% stöd på hela anläggningen om du även nu direkt köper en liten nätansluten växelriktare! Kanske blir kostnaden nästan den samma i slutändan I så fall Samt att all överskottsel då kan gå direkt ut på elnätet istället samt att du får bra betalt för denna!

[Roland]

Just idag är det nog ekonomiskt ofördelaktigt att göra om elen direkt till värme i en resistor. Men principiellt tycker jag det är jätteintressant! Ett problem som jag tror kan uppstå är om din anläggning ligger och matar fullt, säg några kw en varm sommardag. Anta att du då vill slå ifrån kretsen för att förhindra kokning. Då behöver du ett bra relä som kan hantera den ljusbåge som uppstår vid brytning av en dc signal. Osäker på vad man ska använda som är lätt att styra från hobbyelektronik samt billigt.

[Cyan]

All den elektronik som tillkommer, skall matas från ordinarie 230/400 V nät, för att inte riskera relä-klapper vid mindre molntappar.
Relän/Kontaktorer kopplas så att de är normalt öppna. Faller huvudnätet så bryts även solcellskretsen. Lite förargligt blir om vi just då skulle ha strålande sol, men det bör inte hända ofta.
Det finns vedkamin att elda i, för direktvärme, det får räcka som nödvärme.
Jag överlåter åt fackmannen att välja kontaktor. Den måste ha en spole som har tillräcklig effekt. Jag tror det blir av en typ som används i stora belysningsanläggningar, med min. 16A brytström, AC. De är lagervara, åtminstone hos elgrossist.
Det krävs två kontaktorer, en separat för att bryta på temp.givare i tank.
Strömställare för manuell frånskiljning av panelerna, skall vara av tvångsbrytande funktion, typ trefas-brytare för 400 V Ac.

Jag hoppas idéerna sprider sig till andra framåtsträvande sol-vänner.
Jag kommer att redovisa test och driftsresultat från denna anläggning.
Hoppas att andra gör samma sak. Speciellt viktigt är det som vanligt, om något krånglar, komponent som inte håller måttet osv.

 

[Arne]

Som Roland påpekar ska relä som bryter solcellssträngen vara för likström. Det är svårare att bryta en högspänd likström, säg 500 till 1000 Volt, än en växelström med samma spänning och ström. Likströmmen har nämligen ingen noll-genomgång där spänningen och strömmen är 0, utan flödar konstant.  50 Hz växelströmmen är ju noll 100 gånger per sekund. Använder man reläer avsedda för växelström klarar de kanske inte av att bryta likströmmen och en ljusbåge fortsätter att leda ström genom reläet trots att det är brutet, vilket leder till brand. Alltså se till att du använder reläer för likström(och då menar jag inte manöverströmmen för reläet).

[Cyan]

Tack Arne, detta skall vi vi kolla upp.

[MagnusL]

Lite gammal tråd men ändå...
Såg just Enphase nya m250 microinverter som var rätt billig. Varför inte göra en setup på säg 4paneler, 4 invertera och koppla denna (då på ca 1KW) direkt till värmare?
Antingen till en mindre seriekopplad tank innan din vvb eller till en andra patron.
Inga problem med långa ledningar, ljusbågar eller smälta termostater.
Inköp på ca 10K kr och borde funka rätt bra.

[Kamanymo]

Hej Har precis installerat 3 kw solpaneler kopplade till elpatroner i ackumulatortank. Med hjälp av en Mppt regulator från actii. Typ Ac7391. Ej driftsatt ännu dock. Totalkostnad 7000 med panelerna som är begagnade samt kabel o brytare, säkringar överspänningsskydd.

[Magnus S]

Hej Kamanymo,

Hur har din anläggning fungerat över året?

Jag står just i begrepp (Mars) att installera 10.2kw på mitt hustak samt 2kw i söder på min husvägg.
10.2kw kommer kopplas mot nätet inl. certifikat.

2kw kommer på ena el. andra sättet kopplas till värmepatron i min vedpanna.
Jag tar vatten genom dess beredare till min 100L VV-beredare.
Har även 750L acc-tank där matning slås på vid temp över 40c. från pannan.

Varje grad C. förvärmning innan 100L VV-beredaren börjar arbeta är vinst.

Tänkte att dessa ~2kw över åren kommer bidra till lägre "köpt" el gällande varmvatten,
ev. även marginell stödvärme till det vattenburna systemet vid goda förutsättningar, vår/höst.

Allt går att lösa, det omöjliga kan ev. ta lite mer tid i anspråk! ;)
Investeringskostnad gällande 10.2kw systemet är åter på 9år. 0 lånekostnad.

~2kw systemet kostar mig ca. 12.000 installerat och klart
vilket över ett x-antal år framöver är åter, där efter ren vinst.

Om tekniskt möjligt kopplar jag dessa 6st 320w likströmspaneler i serie direkt mot en av kretsarna
i nuvarande 6kW elpatron.

Vänligen, Magnus