Aurinkoenergia on vapaata riistaa hyödynnä se tehokkaasti
Aurinkosähköjärjestelmän tehokkuus on ainostaan yhdestä asiasta kiinni, oikea paneelin asennuspaikka. Sitä ennen tulee ymmärtää paneelin rakenne ja toiminta. Paneeli voi olla rakenteltaan yksikiteinen, monikiteinen, ohutkalvo, varjostusta sietävä tai erittäin valoherkkä. Meidän olosuhteet muuttuvat vuodenaikojen mukaan. Talvi ja kesä vaikuttavat eri tavoin energiantuottoon. Kun paneelin pintalämpötila nousee, sen tuotto pienenee, ja päin vastoin, kun pintalämpötila laskee, tehollinen tuotto kasvaa. (vertailuarvo +25C)
Oikeanpuolisesta kaaviosta näkyy, miten lämpötilan muutos vaikuttaa kokonaistehoon. Ääriolosuhteiden välinen erotus on n. 40%. Herää kysymys, onko tämä totta - kyllä on - 25 vuotta olen aiheesta kertonut. Käytännössä asia tulee vastaan, kun järjestelmä ei toimi odotusten mukaisesti. Silloin haetaan yleensä vikaa joko paneelista, säätimestä tai akusta. Kuinka moni paneeli on asennettu tummalle katolle ja ehkä vielä kiinnitys savupiippuun. Eikä tässä kaikki, kun vielä huomiomme heijastussäteilyn vaikutuksen vedestä / lumest,a alkaa kokonaisuus pikku hiljaa valjeta.
Paneelin suuntaus
Paneelin suuntaus suoraan etelään on vanha olettamus, josta voidaan poiketa. Energian tuottomäärä poikkeaa vanhasta pyramidimallista. Eli paneelin suuntaus voi olla esim. kaakko-etelä-lounas, jolloin saadaan myös hyvä energian tuotto.
Kuva 1.) Paneelien teho ja auringonsäteily 2.7.2009. Mittaukset: Savonia AMK Varkaus.
Tässä kohteessa voimme tarkastella kahta asiaa, lämpötilan ja hajasäteilyn vaikutusta energiantuottoon. Aamupäivällä tuottotehot nousevat säteilyn suhteessa, kun paneelin pintalämpötila kasvaa niin tehotuotto asettuuu määrätylle tasolle. Aamulla ja iltapäivllä paneelin teho tulee hajasäteilyn vaikutuksesta. Kolmantena tekijänä myös, miksi laskemme johtimen poikkipinta-alaa maksimaalisen virran A mukaan, kun suurin osa tuotosta tulee muilla huipputehoilla.
Huollettavuus
Huolletavuus on otettava myös huomioon aurinkopaneeleja asennettaessa. Mahdolliset pölyt, puunlehdet ja keväisin lumi tulisi pystyä poistamaan turvallisesti. Asennuksessa kannattaa ottaa huomioon ympäristön rajoitukset mm. varjostukset.
Hajasäteily
Hajasätelyllä on merkittävä asema kokonaisenergian määrässä. Kirkkaalla ilmalla hajasäteilyn osuus on noin 30%, puolipilvisellä 70% ja pilvisellä ilmalla hajasäteilyn osuus on 100%. Rannan tuntumaan asennetut paneelit tuottavat jopa 20% enemmän sähköenergiaa kuin muualle asennetut aurinkopaneelit. Myös keväällä, kun aurinko paistaa ja lumi on maassa, tuottavat aurinkopaneelit lähes 20% enemmän sähköenergiaa hajasäteilyn ja kylmemmän ilman vuoksi.
Etäisyys käyttökohteesta
Teknisen kehityksen myötä paneelien sijoituspaikka voidaan toteuttaa kauemmaksi käytökohteesta. Jo nyt markkinoilla olevien paneelien jännitetaso voi olla 50-100 volttia ja ampeerit vastaavasti 2-5 A. Lataussäädin vastaavasti säätelee käyttöjänniteeksi 12 tai 24 volttia. Toiseksi merkittäväksi tekijäksi voidaan todeta, että meidän olosuheissa 1000 W/m2 säteily saavutetaan pääsääntöisesti kevätalvella, jolloin käyttö on minimaalista. Todenmukaisempaa olisi käyttää 800 W/m2 laskuperusteena kun määritellään erilaisia järjestelmiä, varsinkin mökkikäytössä.
Aurinkosähköjärjestelmän jännitehäviöiden laskentatavassa käytetään monia laskentakaavoja, mutta mikä niistä on se oikea. Paneelin ja säätimen välisen johtimen jännitehäviöissä kaapelin mitoituksessa olemme käyttäneet jo 20 vuotta kansainvälistä laskentakaavaa ja se on osoittautunut oikeaksi.
Laskentakaava: Paneelien oikosulkuvirta x etäisyys metreinä x kerroin 0,017 = johtimen poikkipinta-ala mm2
Esim: Paneelin oikosulkuvirta 7A x etäisyys 40m x 0,017 = 4,75 mm² = johtimen poikkipinta–ala. Nyt tulee muistaa että tämä koskee vain paneelin ja säätimen välisen johtimen mitoitusta.
Oikeat tuotteet käyttökohteen mukaisesti
Lähtökohdat: Mökki metsän siimeksessä, rantaan matkaa n. 75 metriä. Vaatimuksena toimiva kokonaisuus.
Toteutus: Aurinkopaneeli TFF 90 S, säädin SunSaver MPPT 75 / 15 ja akkujärjestelmä 24 V.
Paneelin tärkeät tekniset tiedot:
Tehollinen jännite: 48 V
Tehollinen virta: 1.9 A
Matkan pituus paneelilta säätimelle n. 75m. Mikä on kaapelin vahvuus eli poikkipinta-ala?
Matka x tehollinen virta x 0.017 = 75 x 1.9 A x 0.017 = 2.242 mm2. Aivan totta tämä on. Jos kytkemme kaksi TFF 90 aurinkopaneelia rinnan, tulee kaapelin olla noin 4.80 mm2. Tällöin voimme käyttää yleisintä maakaapelia MCMK 4 x 2,5 + 2,5, erittäin yksinkertaista eikö totta ja edullinen vaihtoehto.
Paneelit ja kaapelit ok. Mikä sitten säätimeksi? SunSaver MPPT 75 V/15 A. Paneelien yhteenlaskettu jännite 48 V ja säätimen suurin sallittu jännitearvo 75 V, joten se asia kunnossa . Rinnan kytkettäessä virta-arvo on silloin 3.8 A että kapasiteetia riittä, koska säädin sallii 15 A virran. Kun käytössä on 24 V jännite, säädin sallii silloin tehoarvoksi 400 W ja kun käytettävissä oli 2 x 90 paneelia Wp = 180 Wp myös sinne jää kapasiteettia. Näin yksinkertaista tämä on kun rakennamme aurinkosähköjärjestelmää. Laitetaan oikeat tuotteet oikeaan paikkaan ja jatkossa voimme vielä laajentaa järjestelmää mikäli tarvetta ilmenee.
Telinemalleja:
Valmistamme telineitä asennuskohteen mukaan.
VAP-teline A-teline VAP-sarjateline
