Dimensionering af det elektriske.

En Offgrid dimensionering starter med et 12 eller 24 Volt anlæg, som til sidst evt. kan skaleres op til 230V via en inverter, så du kan drive TV, barbermaskine, kommunikationsudstyr eller hvad du måtte have brug for.

Du skal starte med at regne på hvor meget effekt (Watt timer (Wh) eller ampere timer (Ah)) du skal bruge, når du trækker mest (PeakWatt på både 12/24 V og 230V). Altså læs på bagsiden af køleskabet, på pæren, navigationsudstyret eller hvad du nu skal bruge installationen til og find frem til det watt tal der fortæller dig maks. trækket.

Mere interessant er det når du regner ud, hvor mange af de watt du benytter, hvor meget over et døgn (i W eller Ah). Der skal nemlig være Ah nok i dit batteri til at dække dit træk.
Hvis du har mod på at “nørde” med det, så har vi lavet denne beregner, som kan hjælpe dig med at ramme mere præcist.

 width=Vi gennemgår på denne side, lidt det samme som på beregner siderne, men vi går her mere i den forklarende detalje.

Det næste du skal overveje er hvor mange dage du vil være sikker på at have strøm nok til. Det kan jo ske at det er både er vindstille, mørkt og overskyet i mere end et døgn. Det er måske ikke så tit, men hvor stor sikkerhed har du brug for? Vi anbefaler at du har en batteribank til min. 3 døgns forbrug. Her er det vigtigt at du selv afgør hvad dit behov er. Der er ofte stor forskel på en autocamper, der kan starte motoren i nødstilfælde og hvis man bor fast i sit kolonihavehus uden strøm.

Laderegulator og kabel tykkelser

Elektronikken skal monteres korrekt. De rigtige kabel dimensioner er vigtige og her er der en del der går galt i byen. Men kablerne er vigtige i Offgrid dimensionering.

Kabeltykkelsen eller kvadratet som det korrekt hedder, er vigtigt at overholde. Du arbejder med et lavvolt anlæg, der er jævnstrøms baseret (DC) og det kan give nogle gevaldige gnister og er ikke til at spøge med! 12 og 24 Volt lyder ikke af meget, men den strømstyrke der er i disse systemer er meget høje og det skal du tage dine forholdsregler overfor.
Et lavvolt DC anlæg har derfor brug for kraftige kabler. Dels for ikke at smelte over, når der trækkes store strømme i kablet, men også for at nedsætte effekttabet. Tænk på kablet i din bil der går fra batteriet ned til starter motoren… Det er ikke just bare et forlænger kabel…  jeg tror du er med nu ;o)
Kabel størrelserne ser sådan ud og er du i tvivl om dit kabel er tykt nok, så er du ikke i tvivl! Tykkere kabler!

Her følger en oversigt over kable tykkelsen (kvadrat) der skal bruges fra en given vindmølle og til laderegulatoren.
.

Solibro SL2 and SL2-F
SL2-125W SL2-135W SL2-145W SL2-F 125W
Minimum Power PMPP [W] 125.0 135.0 145.0 125.0
Short Circuit Current ISC [A] 1.73 1.77 1.81 1.73
Open Circuit Voltage VOC [V] 103.4 105.6 107.8 103.4
Current at PMPP IMPP [A] 1.50 1.58 1.66 1.50
Voltage at PMPP VMPP [V] 83.4 85.5 87.4 83.4
Module efficiency [%] ≥ 13.3 ≥ 14.4 ≥ 15.4 ≥ 13.1
TEMPERATURE COEFFICIENTS AT 1000 W/m2 PMPP γ [%/K] − 0.32 Isc α [%/K] + 0.01 Uoc β [%/K] − 0.27
Nominal Module Operating Temperature [°C] 42
Permitted operating module temperature –40 °C to +85 °C
Maximum System Voltage VSYS [V] 1000 (IEC) / 600 (UL 1703)
Maximum Reverse Current IR [A] 4
Frame? Frameless Frame
Dimensions 1190 x 789.5 (+3/-1) x 7.3 mm (+ junction box, 15.5 mm) 1196.6 x 796.1 (+3/-1) x 30 mm
Weight 16.5 kg 18.0 kg
Positive design load (IEC 61215-2) [Pa] Up to 1600* Up to 3600*
Negative design load (IEC 61215-2) [Pa] Up to 1600*
Junction box Protection class IP 67, with 1 bypass diode;76 mm x 58 mm x 15.5 mm
Cable type Solar cable 2.5 mm²;
Connector Renhe 05-6

.
Differens between CIGS and Crystaline solar technologies
CIGS Solar Crystaline Solar
Yearly Yield +10-20% Standard
10% Shadows effect reduce the production with max 10% reduce the production with up to 80%
CO2 uses significantly less power to produce than crystaline Uses a lot of power during the production phase
Elements usage Uses: Copper Indium Gallium and Selenide. Based on Silicium.
Flexibility Very flexibel modules availible only semi flexible, due to the wafer build
Micro cracks You will have to penetrate the module to make cracks... which then might not be micro.... Due to the wafer build, the crystalline module are vulnerable to microcracks which will decrease efficiency and might in extreme cases course fire.
Durability Due to the "powder" build up, there is no wafers to crack or damage Wafers don't like transportation or pressure (from Snow and wind)
Lifetime Same expected liftime
Temperature impact Power production decline approx. 0,3% per degree Celsius the temperature raises Power production decline approx. 0,6% per degree Celcius the temperature raises
Effeciency (summer 2017) up to 17% Up to 23%
Weight down to 2,9 kg/m2 down to 5,5 kg/m2
Typically warranty 5 or 10 years workmanship. 25 years powerloss 3 or 10 years workmanship. 25 years powerloss
Looks Typically all black, but can be produced in all colors and even transparent Black for Mono crystalline and blueish for poly crystalline

.
Miasole Flex -02 series
FLEX–02 70NS FLEX–02 85NS FLEX–02 130N FLEX-02 305NL
ELECTRICAL PERFORMANCE AT STC***
Nominal power (Pmpp) 70 85 130 305
Aperture Effi ciency 14.2% 17.3% 17.0% 16.9%
Power Output Tolerance +5/-0 W +10/-0
Maximum Power Voltage (Vmpp) 18.5 V 20.8 V 32.0 V 75.3 V
Maximum Power Current (Impp) 3.79 A 4.09 A 4.06 A 4.05 A
Open Circuit Voltage (Voc) 23.7 V 25.3 V 39.1 V 92.1 V
Short Circuit Current (Isc) 4.49 A 4.58 A 4.57 A 4.57 A
Maximum Series Fuse Rating 10
Maximum System Voltage (IEC/UL) 1000/600
THERMAL CHARACTERISTICS
NOCT 48 °C
Temperature Coeffi cient of (Pmpp) -0.38 %/°C
Temperature Coeffi cient of (Voc) -0.28 %/°C
Temperature Coeffi cient of (Isc) 0.008 %/°C
PHYSICAL AND MECHANICAL SPECIFICATIONS
Length 1723 mm 2598 mm 5923 mm
Width 370 mm
Thickness, Maximum at J–Box*, Module 17 mm, 2.5 mm
Weight (Module without adhesive) 1.4 kg 2.0 kg 4.3 kg
Weight (Module with adhesive) 1.9 kg 2.7 kg 5.9 kg
Weight/Area (Module without adhesive) 2.1 kg/m2 2.0 kg/m2
Weight/Area (Module with adhesive) 2.9 kg/m2
Junction Box Type IP68
Cable Connections Amphenol H4 MC4 Compatible
Cell Type Copper Indium Gallium Diselenide (CIGS)
Warranty** 5 year workmanship; 10/25 year power output
Certifi cations UL 1703, IEC 61646, IEC 61730

Nu har du tilkoblet din vindmølle, nu skal vi have tilkoblet dine solceller. Her kan du se hvilke type kabler du skal bruge:
.

MasterVolt Lithium Ion MLS Batteries
MLS 12/80 MLS 12/130 MLS 12/260 MLS 24/260 MLS 12/390
Nominal battery voltage 12 V 24 V 12 V
No-load voltage, fully charged 12,8 V 25.6 V 12,8 V
Nominal battery capacity 6 Ah 10 Ah 20 Ah 10 Ah 30 Ah
Nominal battery energy capacity 77 Wh 128 Wh 256 Wh 384 Wh
Cycle life 2000 at 80 % DoD
Max. charge current 6 A (1 C) 10 A (1 C) 20 A (1 C) 10 A (1 C) 30 A (1 C)
Max. continuous discharge current 6 A (1 C) 10 A (1 C) 20 A (1 C) 10 A (1 C) 30 A (1 C)
Max. short discharge current for 30 seconds 12 A (2 C) for 30 seconds 25 A (2,5 C) for 30 seconds 40 A (2 C) for 30 seconds 25 A (2 C) for 30 seconds 60 A (2 C)
Peak discharge current for 2 seconds 24 A (4 C) for 2 seconds 48 A (4,8 C) for 2 seconds 85 A (4 C) for 2 seconds 48 A (4 C) for 2 seconds 100 A (3,3 C)
Battery terminals M5
Mounting position upright or either long side
Max. outer dimensions (incl. terminals/grip handles), lxwxh 90 x 70 x 109 mm 151 x 65 x 102 mm 180 x 77 x 161 mm 182 x 126 x 140 mm
Weight 0,8 kg 1,5 kg 3.1 kg 4,9 kg
Battery chemistry Lithium Iron Phosphate
Protection degree IP65 (electronics cabinet)
Parallel connection yes, max. 3 batteries
Series connection no
Starter battery not recommended
Protections over voltage, under voltage, over temperature
Safety disconnect yes, electronic

.
Det har indtil nu i guiden, været ligegyldigt om du har solceller, vindmølle eller begge dele i dit setup, men nu har vi strømmen henne ved laderegulatoren (måske har du 2 laderegulatorer/systemer, så se længere nede) fra en eller flere kilder. Og så bliver strømmen forenet. Efter laderegulatoren kommer forbindelsen til batteriet og her skal der tages hensyn til en til tider meget høj strømstyrke. Kablerne skal kunne klare fuld power fra både solceller og vindmøller samtidigt. Her er det vigtigt at du har tykke og korte kabler!
Mine anbefalinger vil se således ud:

MasterVolt Lithium Ion MLI Batteries
MLI Ultra 12/2500 MLI Ultra 12/5000 MLI Ultra 24/5000
Nominal battery voltage 13,2 V 26.4 V
Nominal battery capacity 180 Ah 360 Ah 180 Ah
Nominal battery energy capacity 2500 Wh 5000 Wh
Cycle life ~2000 at 80 % DoD
Max. charge current 500 A (2,8 C) 500 A (1,4 C) 500 A (2,8 C)
Max. continuous discharge current 500 A (2,8 C) 500 A (1,4 C) 500 A (2,8 C)
Peak discharge current 1800 A (10 C) for 10s
Battery monitoring integrated
MasterBus communication yes
Battery terminals M8
Mounting position upright or either long side
Max. outer dimensions (incl. terminals/grip handles), lxwxh 341 x 197 x 355 mm 622 x 197 x 355 mm
Weight 31 kg 58 kg
Battery chemistry Lithium Iron Phosphate
Protection degree IP65 (electronics cabinet)
Parallel connection yes, unlimited
Series connection yes, up to 10 batteries (series balancing up to 2 batteries)
Protections over voltage, under voltage, over temperature
Safety relayto be added mandatorily, Find it here.
Safety relay controls integrated

.

Batteri størrelse

For yderligere info om batteristørrelser og typer se vores Batteri guide

Så skønt det er. Nu har vi fået strøm i batterierne og derfra findes forbrugssystemet allerede… MEN kan dit batterisystem håndtere den power der nu kommer? og har det den rigtige størrelse? Vi er ikke færdige med at dimensionere dit offgrid system 🙂
I udgangspunktet vil jeg anbefale at størrelsen på din batteribank skal være: I amperetimer, (Ah) min. 10 X den maksimale ladestrøm i ampere (A).
F.eks. hvis du har en 12V (13,8V)Rutland 504 (ca. 65 Watt ved 20 m/s) og 100 Watt Solpanel. i alt 165 Watt maks.
Ved 13,8V giver det en ladestrøm på maks: 165W/13,8V=12 Ampere. og Batteribanken bør altså være cirka: 10 X 12= 120 Amperetimer (Ah).
Dette gælder også for de større systemer og det kan blive anseelige batteri størrelser vi kommer op på. Jo større systemerne bliver, kan man ofte gange med et lavere tal end 10, men aldrig under 5 og så er du ude i at du kommer til at smide effekt i havet, fordi dit batteri er fyldt for hurtigt og afladt hurtigt igen.
Levetiden på dit batteri er afhængig af at det ikke aflades for langt ned og selv om du bruger deep cycle batterier, er du bedst tjent med en god stor batteribank.
Her kommer dit tal fra toppen af siden ind. Nemlig hvor mange Ah du bruger på et døgn. Der skal være Ah nok i batteriet til X antal dage (jeg vil anbefale min. 3 dage, gerne 5-6.) OG så skal du huske at selv et deep cycle batteri ikke tåler mere end 50% afladning. I hvert fald tager de skade af det. Kør aldrig dine batterier tomme! FYYYHAAA! det må du ikke! Især start batterier tåler det ikke.
Jeg har lavet et skema der viser udregningen for en Rutland 1200 vindmølle med og uden solceller:

MasterVolt Mass Sine Inverters 24 Volt
Mass Sine 24/800 Mass Sine 24/1500 Mass Sine 24/2500 Mass Sine 24/5000
Output voltage (± 5%) 230 V – 50 Hz (± 0.01 Hz)
Output waveform true sine
Nominal battery voltage 24 V
Recommended battery capacity > 50 Ah > 150 Ah > 200 Ah > 400 Ah
Continuous power at 40 °C / 104 °F, cos phi 1 650 W 1200 W 2000 W 4000 W
P30 power at 40 °C, cos phi 1 800 W 1500 W 2500 W 5000 W
Peak load 1600 W 2900 W 5000 W 9000 W
Efficiency 92 %
Display/read-out LED display
Dimensions, hxwxd 325 x 220 x 111 mm 340 x 261 x 130 mm 420 x 318 x 130 mm 470 x 315 x 254 mm
Weight 3.9 kg 8 kg 14.6 kg 19 kg
Technology HF switch mode
Max. ripple on DC (battery) 5 % RMS
Input current (nominal load) 36 A 68 A 115 A 230 A
Minimal cable size 16 mm² 25 mm² 50 mm² 2x 70 mm²
Transfer system the Masterswitch and Systemswitch can be connected to all sine wave inverters
Temperature range (ambient temp.) -25 °C to 80 °C, derating > 40 °C
Sound level 48 dBA at 1 mtr
Protection degree IP23
Protections over-temperature, over load, short circuit, high/low battery voltage
MasterBus compatible yes, using a MasterBus Inverter Interface or AC power analyser

To batteribanke

Mange af vores løsninger kan understøtte to batteribanke. Det er er oftest på sejlbåde og autocampere at det bruges. Formålet er at have et hovedbatteri der lades op først og bruges til at starte motoren med og en sekundær batteribank til forbrug til TV, køkkengrej, PC’er, etc.
Så vil du have dette, så skal du sikre dig at laderegulatoren(e) kan understøtte dette.
Du vil med dette setup også kunne have et godt start batteri til motoren og et deep cycle til forbrug.
Når du beregner din batterikapacitet, er det den samlede kapacitet på dine batteribanker der skal tages med.

Batteritype

Batterier kan jeg skrive om i timevis, men jeg vil droppe nørderiet og henvise til vores batteriguide til off grid.
Her kommer jeg kun med det overordnede.
Hvis din offgrid installation (det er offgrid uanset om det er til båd, camping eller kolonihave) “kun” er til forbrug og skal understøtte et forbrug over lang tid, med et moderat og forholdsvist jævnt træk af strøm (typisk til kolonihaver, jagthytter, båd og camping), Så skal du have et deep cycle batteri, da det kan tåle flere og dybere afladninger.
Til dit start batteri (hvis du har 2 batteribanker) skal du bruge et almindelig godt startbatteri.
Der findes et utal af batterier og man kan få dem i mange versioner. Energig’s systemer er opbygget til at håndtere  alle bly typer batterier. Vi anbefaler Wet, AGM og Gel batterier.

To laderegulatorer. Flere systemer.

Har du et kombineret solcelle og vindmølleanlæg med mere end 160 Watt (HRSi og HRDi) eller 20 A (Rutland 1200), skal du have en separat solcelle laderegulator, som skal monteres parallelt med din vindmølle regulator. Det er der som sådan ikke nogen ben i, du skal blot tænke på dem som to separate systemer, helt hen til batteriet. For i batteriet bliver systemerne forenet til et. Derfor skal du beregne din batteri kapacitet ud fra den samlede ladekapacitet.
Du skal ikke tage hensyn til den strøm der kan komme fra en tændt motor (båd, lastbil, campingvogn, etc.) eller en net tilslutning der kan lade dit batteri engang imellem (Båd, bil, camping, etc.) Disse systemer er styret af relæer og slår selv fra, når der ikke er behov for dem og det vil vi gerne have, for de koster penge i drift. Som udgangspunkt vil vi jo helst undvære dem helt 🙂

Sikringer

Du skal altid sørge for at der er sikringer monteret mellem batteribanken og dit 12/24 Volt forbrug og disse skal igen afstemmes med dit behov for strøm. Det giver ikke ide at sætte sikringer i der kan trække mere strøm end dine kabler kan holde til, for så er det kablerne og ikke sikringen der brænde. Vi kan ikke lide ild sådanne steder vel!?…
Der er sikringer i de fleste laderegulatorer og tillige diode sikring i mange solceller.

Hvordan kommer du videre?

Vi ved nogenlunde hvad der er et “normalt” forbrug på f.eks. en sejlbåd på 10-15 meter, der sejler på langfart eller en autocamper på sommerferie. Vi har derfor sammensat nogle pakkeløsninger, som vil dække over 70-80% af anlæggene, men gør dig selv den tjeneste og regn dit eget forbrug ud. Det er træls at få købt for lille et anlæg og være nødt til at udvide eller udskifte dele af anlægget efterfølgende. Et for stort anlæg er nemmere at leve med, da det giver en bedre sikkerhed, men der er ingen grund til at bruge for mange penge på det, da det grundlæggende ikke er nødvendigt.

Se også vores øvrige Off Grid guider

Vi sætter en ære i at du får den rigtige løsning, da det er den eneste måde vi kan håbe på at du vil anbefale os til din nabo i marinaen og de andre på campingpladsen.

Hvis du har brug for mere viden og gerne vil grave mere i det med offgrid, så kan du finde masser af mere information om præcis det emne der interessere dig her på siden og lad mig med det samme anbefale vores blog om vedvarende offgrid installationer. Der kan du find megen viden og også deltage i debatten/stille spørgsmål.

Tak fordi du holdte mig ud til det sidste, i en til tider tør gennemgang af offgrid dimensionering.