Akut ja laturit

 Aurinkosähköjärjestelmän akkukapasiteetti ja energiatehokkuus

Kaikki tiedämme että alan tekniikka etenee ja sen ansiosta voimme tehostaa järjestelmän kokonaishyötysuhdetta eri osa-alueilla. Aurinkopaneelien jännitetasot nousevat virta-arvot laskevat, tämä on uusi haaste johon olemme valmistautuneet ja toteuttaneet jo useamman vuoden ajan positiivisella asiakaspalautteella. Missä kulkee Suomen aurinkoenergian kehityksen suuntaus olemmeko jumiutuneet viime vuosituhannelle ? Kun haemme energiatehokkuutta ja järjestelmän toimivuutta sekä alhaisia investointikustannuksia joudumme uuden tosiasian eteen: mikä on akkujärjestelmän jännite ? Perinteisesti on totuttu käyttämään 12 V akkujärjestelmää, mutta herää kysymys onko tämä energiatehokas ratkaisu kun puhutaan aurinkosähköjärjestelmästä.

           

Onko tässä energiatehokas vaihtoehto ?

Herra Peukert teoria . Ensinnäkin 12 voltin 440 Ah akkupankki, ja 24 voltin 440 Ah akkupankki eivät ole samanarvoisia. kapasiteetti ero on 100% . 12 volttia x 440 Ah = 5280 Wh  ja vastaavasti  24 voltin x 440 Ah =  10560 Wh. On siis aika herätä mitkä ovat tämän hetken todelliset mahdollisuudet vaikuttaa energiatehokkuuteen ja miten se vaikuttaa myös kustannustehokkuuteen.

                                     

Käytettävissä  oleva tekniikka tehokkaaseen käyttöön

  • Investointi kustannuksissa syntyy suoraa säästöä esim. asennus johtimien mitoitukset puolittuvat
  • Toimintavarmuus kasvaa kun virta-arvot laskevat, kytkimien kesto huomaa tasajännitteen aiheuttama kuorma.
  • Tuotevalikoima kasvaa joten kustannussäästöt merkittäviä ( invertteri käytössä )
  • Myös useiden käyttölaitteiden tehokkuus ja hyötysuhde kasvaa ja monipuolistuu. 
  • Asiakkaan ja ympäristön turvallisuus kasvaa, alan ammattiasentajat töihin
  • Huomio myös kiinteistön arvoon vaikuttavat tekijät mökkipaketti vai toimiva kokonaisuus aurinkosähköjärjestelmä

Järjestelmän akun valinta

  • Normaalissa aurinkosähköjärjestelmässä pärjäämme ns. lyijyakulla jossa on kaksi eri vaihtoehtoa avonainen tai suljettu.
  • Jos akkua kuormitetaan korkeilla sykleillä löytyy eri vaihtoehtoja  ja akkutyyppejä myös lyijyakuista. On siis mietittävä miten järjestelmää kuormitetaan jatkuva käyttö vai raju viikonloppukäyttö.
  • Eräs erittäin varteen otettava vaihtoehto on miten akkupankki rakennetaan   6V  vai 12 V akuista  
  • Jos haemme  ns. Ah voidaan kokonaisuus rakentaa myös 6 v  akuista ja näin pääsemme taas tekniikassa eteenpäin  tämän päivän tasolle. 

Akun lataaminen  oikealla lataussätimellä

MPPT  tekniikkaa markkinoidaan  merkittävänä energian lisälähteenä mutta on syytä tarkastella kokonaisuutta tarkemmin.  Jos käyttökohteen energian tarve on jatkuva, joudumme täydentämään akun energiakapasiteettia päivittäin.  Tällöin tarvitaan nopea teholatausvaihe jossa MPPT säädin toimii tehokkaasti siihen saakka kun akku saavuttaa 80 % varaustason. Tämän jälkeen alkaa ns. loppuvaraus jossa jännitearvot ovat vakiot ja virta-arvot laskevat erittäin alhaiselle tasolle. Nyt on hyvin tärkeätä tietää mikä on ns. syklisen latauksen taso akussa ja miten se on säädettävissä lataussäätimessä.  Mikäli tässä tapahtuu esim. suuria jännitetason ylityksiä  voi akun elinkaari  jäädä erittäin lyhyeksi.

             

Jatketaan akun elinkaarta oikealla latausmenetelmällä

  • Tämän päivän lataus säädin tekniikka antaa mahdollisuudet ladata akkuja energiatehokkaasti
  • Oikein valittu lataussäädin ja akkuyhdistelmä jatkaa myös akun elinkaarta.
  • Lataussäätimeltä taas vaaditaan erittäin tarkkoja latauksen jännitetasoja: alkuvaraus, loppuvaraus, ylläpitovaraus ja tasausvaraus.
  • Ne suuret virta-arvot väärässä latausvaiheessa on siis erittäin suuri vaara kun tarkastelemme asiaa akun elinkaaren näkökulmasta.
  • Mikäli käyttö on vähäistä ja syklien syvyys alhainen järjestelmä toimii erittäin hyvin normalilla lyijyakulla ja PWM  lataussäätimellä

 Miten  sykliset kuormitukset vaikuttavat akun elinkaareen.

Mökkikäytössä tulee miettiä aina mökin käyttöastetta kun valitaan akkua ja sen kokonaiskapasiteettia. Yksi merkittävä tekijä on esim. kuinka syvälle akkua kuormitetaan jolloin puhutaan ns. kuormitus "sykleistä." eri tyyppisille akuille on määritelty akun elinkaari syklien mukaan. Mökkikäytössä on kaksi varsinaista käyttöastetta viikonloppu ja niin sanottu jatkuva käyttö kesäkaudella. Kun huomiomme että, kehitys suuntaa eteenpäin on syytä verrata kahta eri akkumallia ja tuotetta

                               

Vitron AGM Deep  Cycle akku                             Rolls Solar AGM akkut 12 V

  •    400   sykliä  noin  80 %                         700  sykliä  noin 80 %
  •    600   sykliä  noin  50 %                        1200 sykliä  noin 50 %
  •   1500  sykliä  noin  30 %                        4200  sykliä  noin 30 %

Rolls  Solar AGM akkut 12 V

  Rolls Solara 500 sarjan akut täyttää  vaativankin  aurinkosähköjärjestelmän vaatimustason kun tarkastelemme syklistä kestävyyttä jonka mukaan akun käyttöikä määritellään.

  Rolls sarjan akut antaa mielenkiintoisen lähtökohdan järjestelmän akkukapasiteetin laskennan  perustaksi nyt on käytettävissä monia eri vaihtoehtoja

Jos oletamme että käyttöaste mökillä on ns. jatkuvaa niin harvemmin ylitämme 30 % syklisen kuormituksen. Vastaavasti viikonloppukäytössä akun kuormitus voi ylittää 50 % syklistä kuormitusta. Näillä arvoilla voidaan hyvin lähteä arvioimaan  akun elinkaarta ja myös investointikustannuksia.

Eräs mielenkiintoinen vertailu on myös akkujen ns. energian vastaanottokyky eli hyötysuhde AGM ja GEL akulla samaa luokkaa 75 %  usein käytetty vertailuarvo on myös Wh / kg myös tässä GEL ja AGM akku ovat saman arvoisia  noin  42 Wh / kg

                                       

 AGM  akkujen  edut

  • Pieni sisäinen vastus mahdollistaa nopean varauksen
  • Vaikutus itse purkautuminen erittäin pieni "mökillä talvikausi "
  • Vaatimukset: käytä luotettavaa lataussäädintä TriStar                   

Victron AGM Deep Cycle 6 V 240 Ah

  • Enemmän energiatehokkuutta sarjakytkennällä 24 V akkujärjestelmä
  • Suosittelemme lataussäätimeksi TriStar  MPPT säädinsarjaa
  • Energiatehokkuus ja edulliset investointikustannukset
  • Joskus akkujen siirto tai tilat ovat ongelma niin silloin tämä vaihtoehto
  • takuu 2 vuotta

Herra Peukert teoriaan selvennystä

Ottakaamme esim. jääkaapin kulutus: tilavuus 140 litraa Akku kapasiteetti kaksi 220 Ah rinnan / tai sarjaan kytkettynä on 440 Ah mutta mitä matkalla tapahtuu kun vertamme kulutusta ja sen ottamia tehoja akusta. Sen me kaikki tiedämme että Ah ovat samat olkoonkin 12 tai24 V akkujärjestelmä. Tärkeintä on tietää millä teholla kuormitamme akkua. Alla oiva esimerkki miten ne Wh vaikuttavat akun kuormitukseen 12 V tai 24 V jännitteellä. Lähtökohdat ovat erään tunnetun tuotemerkin käyttöohjekirjan teknisistä tiedoista. ( herää taas kysymys onko tullut luettua käyttöohjekirjat josta saatat löytää yllättävän paljon alaan liittyvää tietoa )

12 V 70 W  kulutus 5,9 A kulutus 30 % käyntiasteella  47,2 A / vuorokausi  puretaan akku kapasiteetti 50 % sykliarvoon  = 4,6 vrk toiminta-aikaa

24 V 70 W kulutus 3,0 A kulutus 30 % käyntiasteella  24,0 A / vuorokausi   puretaan akku kapasiteetti 50 % sykliarvoon  = 9,1 vrk toiminta-aikaa

Edellä esitetty teoria herättää myös ajatuksia miksi emme hyödynnä jo olemassa olevaa tekniikkaa kun se on käytettävissä. Kun vielä tiedämme että pienemmät DC moottorit ovat yleensä rakennettu toimimaan 10 - 30 V  jännitealueella. Moniko " alan asiantuntija " on tästä tietoinen, on myös muita käyttölaitteita jotka soveltuvat käytettäviksi 12  / 24 V  akkujärjestelmässä. Kyseessä ajankohtainen aihe kompressori jääkaappi

Akkujen talvisäilytys

"Pientalo ja piha lehdessä 3. 2014  kerrotaan että akut talveksi lämpimään"

Olkaa rauhassa säästetään selkää ja energiaa, tärkeintä on että akussa on riittävän korkea jännitetaso kun lähdetään mökiltä.  Akun syväpurkautuminen viileissä olosuhteissa on pienempi kuin lämpöisessä varastossa.  Litium akut on ehdottomasti siirrettävä lämpöiseen koska pakkanen saattaa tuhota ne.  Ongelmana on tietysti  jos  paneeli katolla ja lumen alla voi latausteho jäädä minimaalisen pieneksi ja kuka se jatkuvasti siellä mökin katolla  talvella könyää

Älä käytä järjestelmää talvella.

 Jos varaustila laskee alle100%:n (jännite <13 V) tulee akku siirtää lämpimään tilaan. Voit ottaa järjestelmän jatkuvaan käyttöön taas keväällä huhtikuun alussa, kun säilytyslämpötila nousee yli 0 C. Jos akkua käytettään talvella tai varaustila muutoin laskee, voi akku jäätyä pakkasella. Akkua voi ladata voimakkaasti vain, kun akun lämpötila on yli 0 C. Takuu ei kata jäätynyttä akkua.

Tuli kyselyjä ja pientä hämmennystä, pitääkö tosiaan akut siirtää talveksi lämpimään tilaan. ( teksti lainattu erään alan myyjäliikkeen asennusohjeesta ) Nykyisellä tekniikalla kokonaisuus toimii vallan mainiosti. Mikäli siirrät akut lämpimään tilaan ja paneelien syöttää lataussäätimelle tehoa eikä akkukuormaa ole käytössä, niin voit olla varma, että lataussäädin on entinen. Mikäli kyseessä on lithium akku, asiaa voi tarkastella edellä mainituin ohjein, mutta harvemmalla taitaa olla sellainen järjestelmä käytössä. 

 MultiPlus  invertteri/laturi  aurinkosähköjärjestelmässä takaa toiminnat sataa tai paistaa.

                         

Aurinkosähköjärjestelmä joka on käytössä myös ns. kaamosaikaan vaati luotettavan ja toimivan kokonaisuuden. Multiplus  invertteri / laturi täyttää nämä vaatimukset erinomaisesti. Luotettava kokonaisuus on useamman käyttäjän ykkösvaihtoehto ja me olemme samaa mieltä.

  • Muuttuvat olosuhteet      - 40    +50 C lämpötilasensori
  • Soveltuu kaikille akkurakenteille  jännitealueet vapaasti aseteltavissa
  • Ulkopuolisen energialähteen toimintojen ohjaus esim. agri
  • Täyttää tämän hetken standardit ja siihen liittyvät  testi  vaatimukset
  • Laaja valikoima jännite ja teholuokissa   12 / 24/ 48 V   800 -5000W
  • Ohjelmoitavissa PC -kautta
  • Laaja lisätuote valikoima eri käyttökohteisiin.

 Luotettavat CTEK laturit aurinkosähköjärjestelmään 12 tai 24 V

                                             

On tilanteita joissa joudutaan ns. manuaalisesti suorittamaan akun varaustilan  saattaminen normaalitasolle myös tällöin tulee huomioida että käytämme luotettavaa laturia. Mökki olosuhteissa yleensä lataaminen tapahtuu agrin kautta ja vie yllättävän pitkän aikajakson, jotta voimme antaa työrauhan lataustoiminnalle täytyy laturin täyttää määrätyt latausvaiheet alkuvaraus loppuvaraus ja ylläpitovaraus.

Vaikka käytössä on luotettava akkulaturi, niin on syytä tarkistaa myös onko käytössä oleva agrikaatti luotettava. Se tuo hankintahinta tekee monasti tepposet. Helppo tarkistus toimenpide, kokeile miten toimii normaalilla verkkovirralla vika saattaa olla agrin generaattorissa taajuudet voi heitellä melkoisesti ja beensaa palaa hukkaan.

Akku on järjestelmän Sydän

Kaiken tämän lisäksi  myös järjestelmän kaikkein kallein investointi joten tulee siis tarkoin  miettiä miten kokonaisuus rakennetaan. Jos puhumme aurinkosähköjärjestelmästä lähtökohtana on että järjestelmä toimii 24 V akkujärjestelmänä josta käyttöjärjestelmään syötetään 230 v vaihtojännite.

Akkulaturi CTEK 14A 24 V

Hinta               265,00

Vapaasti myyjän varasto Alv 24 %

Akku Victron energy AGM 220Ah 12V

Mitat               522x238x240

Hinta                         440,00

Vapaasti myyjän varasto Alv 24 %

Akku Perion 125 Ah

Hinta                       150,00

Vapaasti myyjän varasto Alv 24 %

Akku Perion 180Ah

Mitat            510x220x230

Hinta                       180,00

Vapaasti myyjän varasto Alv 24 %

 

Akku Rolls R12-80 AGM 80Ah

Hinta                  230,00

vapaasti myyjän varasto Alv 24%