Beregning af dagligt forbrug

For at finde ud af hvor stor en batteribank man har behov for, må man vurdere sit forbrug.

Et simpelt forbrug 1.1 kW i døgnet er meget lavt, men ikke urealistisk, vi vil nu vise hvordan forbruget er fordelt.

 Artikel

Antal

Forbrug (Watt)

Tid (timer)

Samlet forbrug (Watt)

 Elpærer

5

7

3

105

Cirkulationspumpe

1

5

24

120

Computer + Skærm

1

42

5

210

Køleskab

1

22

24

528

 

 

 

Døgnforbrug 

 963

Forbruget i skemaet giver kun knap 1 kW, men ved at gemme strømmen på batterier, og omdanne den til 230 V lægger man ca. 15% til, hvilket giver de 1.1 kW.

Selve forbruget er et gæt på dagligt forbrug, normalt har man ikke alle sine pærer tændt på samme tid. Man vil f.eks. tænde og slukke på toilettet efter behov, ydermere vil man kun bruge lys om aftenen, når man er vågen. Så de 15 timer samlet tændt tid på  pærerne er et gæt, det vil jo være forskelligt fra dag til dag og er sat lidt højere end forventet. Derudover vil behovet være langt lavere i de lyse måneder og noget længere i de mørke måneder.

Dertil skal man huske at de mørke måneder giver mindre sollys, det betyder lavere indkommende strømmængde der bliver gemt på batterierne.

Batterikapacitets behov

Batterier opgives i Ah (Ampere timer) og det daglige behov opgives i W (watt), de er ikke umiddelbart sammenlignelige, derfor må man omregne dem til noget sammenligneligt. De 1.1 kW er et forbrug udregnet over et helt døgn, men svarer til 1.1 kW brugt i 1 time. 1.1 kW kan omsættes til Ah ved at bruge denne formel.

Watt / Volt = Ampere

Da vi kiggede på forbruget, fandt vi at det lå på 1.1 kW, for at give det en tidsenhed som vi kan sammenligne med Ah (Ampere timer) må vi beregne det som forbruget på 1 time, dvs. 1.1 kWh. Systemet vi vil beregne på skal køre på 24 volt. (mere herom senere).

1100 Wh / 24 V = 45,86 Ah ~ 46 Ah

Hvad dette betyder, er at batteribanken skal kunne opbevare 46 Ah for at kunne levere strøm til et helt døgn. Herved kan man beregne hvor stor en batteribank man ønsker ved at gange op med det antal dage man ønsker systemet skal kunne holde strøm, i tilfælde af dårligt og overskyet vejr.

Man skal dog huske at solcellerne skal kunne levere den kapacitet man ønsker + ca. 20%. Mængden af sollys varierer henover året, det gør at man ikke bare kan stille det op som en statisk formel, men man må beregne mængden af solceller efter årets mørke måneder. I Maj – August vil et solcelle anlæg på 330 W, kunne give de 1100 W på et døgn. I Marts og Oktober er man nødt til at have et solcelle anlæg på 660 W for at kunne levere strøm nok til det daglige forbrug. I de mørke måneder skal man endnu højere op.

I denne opstilling har vi valgt 6 paneler på 170 W for at sikre rigelig kapacitet, hele året rundt. Dette giver en ret kraftig overkapacitet i sommer månederne, den kan dog bruges hvis man har elværktøj eller andet, dette værktøj bruger en del mere strøm end denne husholdning ellers ville gøre. Nu er det så også i de lysere måneder at man er mere aktiv, f.eks. med ombygning eller andet der kræver elværktøj. Ønsker man at bruge elværktøj eller andre krævende ting om vinteren, kan man supplere med en generator efter behov. Denne vil også kunne bruges i tilfælde af mangel på sollys i længere tid, hvor man så kan oplade batteribanken med den. Ved normal drift under normale vejrforhold, skulle dette anlæg køre uden hjælp fra en generator. Der kan dog forekomme uforudsete eller abnormale vejrforhold i længere tid, der gør at solcellerne ikke får lys nok til at dække forbruget.

Et dagligt forbrug på 1.1 kW er ret lavt når mange bruger mellem 6-20 kW eller mere. Det er noget man må gøre op med sig selv. Især i disse tider hvor man går meget op i miljøet, og skruer ned på unødvendigt forbrug. 20% af en husholdnings forbrug er direkte spild, dvs. standby forbrug og lign. Andre store og unødvendige strømsyndere er tørretumblere og airconditioning. I gamle huse vil man ofte opdage at der er dejlig køligt indendøre, selv om det er bagende varmt udenfor. Måske man skulle tage lidt ved lære der. Undgå store glaspartier mod syd, især hvis man døjer med varmen. Derudover sørg for at huset er godt isoleret. De sydvendte vinduer giver nemlig en del varme om vinteren fra den sol der nu er der, skærer man ned på de glas arealer, skærer man også ned på den indkommende varme. Så man kan ikke vinde i begge situationer, men det er billigere at varme op end det er at køle ned, især hvis huset er velisoleret.

Forbrug som opladning af mobil telefon og lign. er ikke taget med, da de udgør en ubetydelig del af strømforbruget, hvis man altså sørger for at fjerne opladeren fra stikkontakten efter telefonen er opladet, eller i det mindste bare slukker for kontakten. De fleste mobilopladere har et standby forbrug på ca. 5 watt, eller lige så meget som de moderne cirkulationspumper. Spild af energi, især hvis det er dyrebar energi fra solceller. Dyrebar energi tænker du nok, for solenergi er gratis, det er også sandt nok, men hvis du skal bruge flere tusinde kroner på at have flere solcelle paneler fordi du har et stort spildforbrug, så er det en noget dyr fornøjelse.

Batteribanken

De fleste batterier kører på 12 V, men vores system skulle køre ved 24 V da de valgte solceller lader ved denne spænding. I dette eksempel vil vi bruge batterier på 12 V med 100 Ah. Eksemplet er til for at give en bedre forståelse af hvordan batterier virker og hvordan det påvirker dem at blive koblet parallelt og serielt.

Ved at koble to af de ovenstående batterier i serie vil spændingen være 24 V (2 x 12 V), med en kapacitet på 100 Ah.

Ved at koble to af de ovenstående batterier i parallel vil spændingen være 12 V, med en kapacitet på 200 Ah (2 x 100 Ah).

Kapacitet i de to koblinger er den samme, men hvordan? Vi prøver at kigge på det her, ved at omskrive formlen fra tidligere sammenligner vi de to sammenkoblinger.

Formel: Watt / Volts = Ampere => Ampere x Volt = Watt
Seriel:  100 Ah x 24 V = 2400 W
Parallel: 200 Ah x 12 V = 2400 W

Så ved at koble to batterier i serie, fordobles spændingen, og ved at sætte dem i parallel, fordobles kapaciteten. Effekten (Watt) er dog den samme i begge tilfælde. Hvorfor så gøre det store ud af det? Jo, de store og gode solceller leverer oftest en spænding der passer til en batteribank med 24 V og man kan forøge kapaciteten ved at sætte flere batterier i parallel og derved lagre mere effekt.

Hvis vi sætter to batterier i serie og sætter dem i parallel med to andre batterier i serie. Så fordobler vi både spændingen og kapaciteten.

Dobbelt Seriel: 200 Ah x 24 V = 4800 W

Ulempen ved at have dem i serie, er så at hver gang man vil udvide kapaciteten på sin batteribank, så skal man bruge to batterier mere. Vi ved alle at batterier er dyre, så det kan hurtigt blive en bekostelig affære at bygge en batteribank med en stor kapacitet.

I dette eksempel anlæg, har vi valgt 6 styk 220 Ah batterier, koblet sammen så de giver 24 V og 660 Ah. Det har vi opnået ved at sætte to batterier i serie, for at opnå de 24 V med 220 Ah, det har vi så koblet parallelt 3 gange, det giver 3 x 220 Ah eller de ønskede 660 Ah. En sådan kapacitet kan holde systemet kørende i lidt over 7 dage med dårligt vejr, uden at aflade batterierne mere end 50%. Jo kraftigere man aflader batterierne, desto dårligere holdbarhed. Derfor anbefales det at man ikke bruger mere end 50% af batteriernes kapacitet.

Afslutning

Vi håber at denne lille artikel har givet en smule indsigt i hvordan man kan sammensætte sit behov for solcelle anlæg, ved at kigge på det daglige forbrug, for derefter at finde ud af hvor stort et solcelle anlæg man har behov for og sidst men ikke mindst, hvor stor en batteribank man har behov for. Det anbefales at have kapacitet i batteribanken til ca. en uges forbrug. Skulle der være dårligt vejr i en længere periode end dette, kan man supplere med en generator, så man ikke dræner batterierne helt og derved ødelægger dem.