PODCAST Der skal flere paneler til end man tror, når der skal solceller på huset

 

I denne uges Transformator lever vi op til navnet og går all-in på solcelle- og vindmølleenergi. Og mens vi for nylig så nærmere på, om det rent økonomisk stadig kan betale sig at smække solceller på taget, så skal vi i denne episode nørde teknik. Det gør vi sammen med Poul-Henning Kamp, hvis projekt med husbygning og installation af solceller vil være en del af Ingeniørens læsere bekendt. Han kan bl.a. fortælle, hvorfor der skal flere solpaneler på taget, end man umiddelbart skulle tro.

Not in my backyard er en holdning, som vindmølleentreprenører døjer med landet over. Men er det også derfor, der er et kæmpe uudnyttet potentiale for opstilling af vindmøller i halvdelen af landets kommuner? Det har Ingeniøren undersøgt, og Agnes Rønberg forklarer om problemet.

Til slut runder vi Nasas opsendelse af SLS-raketten, som blev afbrudt 40 minutter før lift-off. På lørdag prøver de igen, og Thomas Djursing fortæller, hvad der gik galt.

Links

Nogle artikler kræver abonnement og er muligvis ikke online endnu

Masser af plads til vindmøller i mange kommuner: ‘De har simpelthen manglet vilje’

Interaktivt kort: Her er den ledige plads til flere vindmøller på land

Poul Henning Kamp om solceller

Giver op 40 minutter før lift-off: Nasa har udsat opsendelse af måneraket

UDSAT Nasa opsender måneraket: Følg seneste nyt

Fik du hørt: PODCAST Alt om Nasas måneraket og nye regler for motorerne i Formel 1

Du kan finde flere episoder af podcasten HER

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Solindstrålingen blev på første år af geografi i Østervoldgade 10 (tidl Polyteknisk Læreanstalt i.e. DTU) i '97 oplyst til 235 W/m^2 (på en god dag ca 23/6). svjh.

  • 0
  • 9

Solindstrålingen blev på første år af geografi i Østervoldgade 10 (tidl Polyteknisk Læreanstalt i.e. DTU) i '97 oplyst til 235 W/m^2 (på en god dag ca 23/6). svjh.

Man skal skelne mellem en vandret flade og reelle vinkling af panelerne.

Uden skyer ved jævndøgn bliver indstrålingen på en vandret flade 183w/m2, med 1000W/m2 stråling fra solen. Alt regnet over et døgn.

Ved ækvator bliver tallet med samme solstyrke 304 W/m2. Det samme vil man opnå i Danmark med et panel rettet mod middagssolen.

Årligt middel bliver mindre, for du kan ikke få mere 12 timers sol om sommeren, men om vinteren bliver dagene mindre end 12 timer.

  • 4
  • 10

Det handler vel om hvad man får ud af anlægget (kWh/år) og investeringen og ikke hvad sol indstrålingen er i DK. Jeg har selv et 7,9kW anlæg, fladtliggende hvilket jeg var klar over placeringen havde en "pris", så ja det bliver "kun" til ca 7500kWh/år (forventet). Anlægget fylder "som forventet" min relative store garage tag, altså et areal jeg alligevel ikke bruger til noget. Hvis alt er som forventet så er det vel ikke et problem at sol indstråling er lavere i DK i forhold til ækvator? Det jeg synes er mere interessant er hvordan man sammensætter anlæget mest kost optimalt, så som størrelse af inverter og tilkøb af batteri eller ej. Jeg har en 7kW inverter og batteri. Der er ingen tvivl om størrelsen af min inverter er total overkill, og batteriet giver nok mest mening hvis man som mig synes det er fedt at køre 4 måneder stort set uden at importere strøm. Her kunne jeg godt have brugt lidt mere viden inden jeg bestilte. Det eneste positive for mig er at jeg for relativ små penge (køb af ekstra paneler) kan øge mit output uden at skulle købe ny inverter.

  • 7
  • 0

Jeg har en 7kW inverter og batteri. Der er ingen tvivl om størrelsen af min inverter er total overkill,

Det største problem er at solceller stort set aldrig producerer deres nominelle effekt under danske forhold og derfor er en inverter der er lig eller større end solcellernes nominelle effekt som udgangspunkt spild af penge.

Hvis dine solceller ligger næste vandet bliver det kun endnu værre.

Problemet ved en (for) stor inverter er ikke kun prisen, men også at effekttabet i invertere, til første orden, har formen:

 Ploss = a + b * Pac  

Dvs et konstant tab i Watt plus en procentdel af den effekt der bliver sendt i gennem den. Både 'a' og 'b' vokser, ligesom prisen, med inverterens størrelse.

Hvis inverteren er for lille i forhold til solcellernes faktiske formåen mistes til gengæld energi når solcellerne producerer mere end inverteren kan aftage.

Men hvis det kun sker nogle få timer på et år, kan dette tab mere end opvejes af det lavere elektriske tab i inverteren hele resten af året.

Her er et meget gammelt blogindlæg hvor jeg regnede på mine data fra sommerhuset:

https://ing.dk/blog/overdimensionering-af-...

Hvis man ønsker at optimere for økonomisk udbytte, bliver man nødt til at indregne den aktuelle elpris time for time, prisen på de forskellige mulige invertere og solcellepaneler.

Men man vil hurtigt opdage at den absolut største usikkerhed er hvad der foregår på Slotsholmen og det har skiftet og vil skifte mange gange i anlæggets levetid.

Derfor er min anbefaling at man kigger på hvor man fornuftigt kan placere hvor stort et areal solceller.

Hvis taget er sydvent med normal hældning bør man vælge en inverter på ca. 75% af solcellernes nominelle effekt.

Jeg har ikke data til at regne på mindre effektive placeringer (vandret osv.) men jeg vil umiddelbart forvente at inverteren skal være endnu mindre.

Brug evt EU's gratis PVgis:

https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/

  • 11
  • 2

Hvis man ønsker at optimere for økonomisk udbytte,

Poul-Henning Kamp

I disse sindsyge tider, så sælger man med arme og ben og på en solrig dag med lille inverter og masser af solcellepaneler, så er der en masse overskudseffekt som kunne gøre gavn i for eksempel varmepatron, findes der hyldevare elektronik så man kan få gavn af overskudseffekt, eller er man nødt til at skaffe en håndfuld komponenter og tage loddekolben frem ?

  • 0
  • 0

  1. september 06:35 - 19:50 fra start til slut. Det er en del dage siden der var solhverv.

Er cellerne vinklet mod solen, kan de kun få 12 timers sol, da panelerne uden for det tidsrum skygger for sig selv (solen lyser på bagsiden). Ved vandret placering får du mindre solindfald, men i lidt længere tid (indtil horisonten skygger for solen).

Solceller behøver ikke direkte sollys for at virke.

Her sker logningen af data i 5 minutters intervaller.

Både øst og vest tænder og slukker i samme dataset. (i hverfald for de dage jeg har kigget på)

  1. september leverede både øst og vest i det angivne tidsinterval
  • 4
  • 0

En ting som podcasten ikke kommer ind på, men som debatten cirkler lidt omkring.

Oprindeligt med nettomåleraflæsning (som nu er afskaffet) skulle man installere solceller så de producerede mest i løbet af året. Dvs. optimal opstilling og vinkling mod syd.

Nu er solceller blevet så billige, at flade tage blive plastret til med solceller uden hensyntagen til hverken maksimal årlig produktion eller sågar skygge fra andre bygninger. Det siger lidt om prisen for solcelle-installation alt. inkl.!

Bemærk at arbejdsløn og monteringsbeslag efterhånden er 30-50% af den totale installationspris! Endelig, så ser det ud til at selve solcellen holder længere end de forventede ca. 25 år!

Har man f.eks. en god og installationsvenlig Øst+Vest tag, så giver det mening at installere 2-3 gange mere peak-effekt end inverter-kapacitet. Det er lidt produktionstab på de skyfrie dage i sommerhalvåret, men det er under 20%. Alle de andre dage, hvor der er lidt skyer på himlen, får man fuld valuta fra hele solcellerne og det minimerer behovet for at trække på nettet og/eller batteribackup.

De rene "flade" solcelle-installationer jeg ser er ikke optimeret til maksimal energi-produktion, men det opvejes af at de producerer strøm i længere tid som minimere behovet for at trække på nettet eller batteri som er dyrt! Det er set fra et energimæssigt synspunkt, en ret vild udvikling ! Det siger meget om prisen på solceller vs. prisen på installation, inverter, batterier og stabil strømforsyning.

Iden om at bruge overskuds DC-strøm (ca. 500V) til at opvarme vand er fint, men slet ikke rentabelt for den alm. forbruger. Det kræver en stor buffertank og halvdyr elektronikstyring + et stort varmtvandsforbrug hvis det skal give mening.

Det er ikke umuligt at man på sigt kan få en varmepumpe med en slags funktionalitet for optimeret udnyttelse af lokal-installerede solceller via en buffertank, men jeg har ikke set det endnu.

Summar-summarum, så er det en økonomisk god ide at spilde lidt solcellepanel energi i perioden maj-august, for derimod at være mere selvforsynende i september-oktober og marts-april.

  • 8
  • 0

Solceller behøver ikke direkte sollys for at virke.

Det er sandt; men de giver altså ikke meget før de får sol. Mine paneler ligger 15 grader hældning og peger mod ssv (10KW celler, 8KW inverter) og der ser tallene sådan ud den dag i taler om (som havde lidt slørskyer/dis midt på dagen her hvor jeg bor):

6:45 AM 5 7:00 AM 100 7:15 AM 202 7:30 AM 855 7:45 AM 1313 8:00 AM 1752 8:15 AM 2259 8:30 AM 2623 8:45 AM 3045 9:00 AM 3464 9:15 AM 3871 9:30 AM 4108 9:45 AM 4589 10:00 AM 4945 10:15 AM 5208 10:30 AM 5478 10:45 AM 5668 11:00 AM 5936 11:15 AM 6121 11:30 AM 6315 11:45 AM 6427 12:00 PM 5969 12:15 PM 3774 12:30 PM 5260 12:45 PM 4750 1:00 PM 6413 1:15 PM 6496 1:30 PM 6618 1:45 PM 6897 2:00 PM 6725 2:15 PM 6539 2:30 PM 6347 2:45 PM 6141 3:00 PM 5866 3:15 PM 5536 3:30 PM 5217 3:45 PM 5075 4:00 PM 4845 4:15 PM 4518 4:30 PM 4091 4:45 PM 3777 5:00 PM 3337 5:15 PM 2902 5:30 PM 2559 5:45 PM 2138 6:00 PM 1706 6:15 PM 1235 6:30 PM 922 6:45 PM 633 7:00 PM 454 7:15 PM 275 7:30 PM 192 7:45 PM 119 8:00 PM 77 8:15 PM 36 8:30 PM 17

Ja, min inverter er for stor (rødme). Jeg når kun op på inverterens kapacitet 10-15 dage om året og kun i få timer - men selvom panelerne er faldet i pris er det stadig en del penge og de ekstra paneler kommer til at pege den gale vej så der er skidt "return of investment". Indtil for relativt nylig kunne man kun få et par 10-ører pr kWh (så lidt at jeg faktisk slet ikke sælger overskuddet men bare lægger det ud. Det er nok også værd at rødme over for tiden, faktisk :o) Om vinteren eksporterer jeg slet ikke noget (jeg har varmepumper til opvarmning) for panelerne leverer meget, meget lidt når solen kun kommer 10 grader over horisonten midt på dagen og det oftest er gråvejr.

December og Januar producerer jeg i gennemsnit lidt over 2 kWh/dag (min/max 0,5 og 14 kWh) og det sker næsten udelukkende på skyfrie dage mellem 10:30 og 14:00. Om sommeren laver jeg 35 KWh om dagen i snit (min/max 7 og 70 kWh).

  • 5
  • 0

Det største problem er at solceller stort set aldrig producerer deres nominelle effekt under danske forhold og derfor er en inverter der er lig eller større end solcellernes nominelle effekt som udgangspunkt spild af penge.

Hvis dine solceller ligger næste vandet bliver det kun endnu værre.

Problemet ved en (for) stor inverter er ikke kun prisen, men også at effekttabet i invertere, til første orden, har formen:

Ploss = a + b * Pac Dvs et konstant tab i Watt plus en procentdel af den effekt der bliver sendt i gennem den. Både 'a' og 'b' vokser, ligesom prisen, med inverterens størrelse.

Det er godt nok en sandhed med modifikationer.

a stiger ganske rigtigt ved en stor inverter; men b vil typisk falde - ikke stige, fordi der anvendes større transistorer med mindre on-modstand, og fordi spoler og transformatorer ikke skalerer lineært, og begge dele giver en højere virkningsgrad (en spoles selvinduktion stiger med N^2 og med diameteren, så der behøves færre vindinger; men samtidig bliver der mere plads til dem, så tråden kan være tykkere og dermed får mindre modstand). Ser man bort fra a, vil en stor inverter typisk have mindre tab end en lille, ved samme effekt, så det er et spørgsmål, om a stiger mere end (b * Pac) falder.

Typisk er der også mere køling på en stor inverter end en lille, og sammen med den højere virkningsgrad (mindre b) giver det en lavere temperatur, og for hver gang temperaturen falder 10 grader C, forøges levetiden en faktor 2. Desuden er der hele problemstillingen med kondensatorer i pulsdrift, som må betegnes som sliddele og derfor ikke bør køres for hårdt. Derfor kan man sagtens komme ud for, at en lille inverter, der kører tæt på sit maksimum, måske kun holder i 10 år eller mindre, hvorimod en større måske holder i 15-20 år, og kombineret med den tvivlsomme stigning i tab ved en stor inverter for en given effekt tvivler jeg meget på økonomien i den lille inverter, hvis man ser på hele anlæggets levetid!

  • 1
  • 4

kombineret med den tvivlsomme stigning i tab ved en stor inverter for en given effekt tvivler jeg meget på økonomien i den lille inverter, hvis man ser på hele anlæggets levetid!

Tjoh; men på den facon kan man - i det ekstreme - argumentere for, at en vilkårligt stor inverter er rentabel, hvilket jo oplagt ikke er tilfældet. Sandheden ligger nok et sted midt mellem dit og PHK's regnestykker og afhænger meget af prissætningen på de forskellige fabrikaters modeller. Jeg valgte at købe en SMA tripower inverter hvor springene er 2 kW og fandt at jeg ville få for stort spild med en 6'er i forhold til den prisforskel der var på 6'eren og 8'eren. Men 10'eren forekom oplagt for stor selvom prisforskellen ikke var enorm (i forhold til den samlede anlægsudgift, i hvert fald); men jeg har ikke medregnet eventuelle levetidsforbedringer. Praksis har vist at en 10'er kun ville være relevant få promille af tiden.

Der er ikke ret stor forskel på effektiviteten (på papiret, i hvert fald - jeg har ikke testet det) på de tre modeller, så jeg tror de i praksis i stor stil benytter de samme komponenter og throtler kapaciteten ned på de mindre modeller.

PS. Jeg giver ALDRIG fingre ned, så selvom mit indlæg er det eneste der taler dig imod er det ikke min finger :)

  • 2
  • 0

Sandheden ligger nok et sted midt mellem dit og PHK's regnestykker

Jeg gætter på at Carstens teoretiske overvejelser passer så dårligt med produktblade for invertere på markedet, fordi han overser de mere fysiske aspekter ved en større inverter: Størrere blæsere til køling, længere baner på printplader, længere ledninger, behov for størrere gate-drivere pga. mere miller-kapacitans, størrere tab ved strømmåling osv.

Det er altsammen noget man kan designe udenom, hvis prisen ingenting betyder, først og fremmest med mere kobber, men der findes f.eks også inverter-designs hvor miller-ladningen ikke bare går til spilde, men der skal over dobbelt så mange halvledere til i effekttrinnet. (Disse designs bruges f.eks i konkurrencer for el-køretøjer.)

Men det er dyrt og der er i praksis meget lidt at hente, så når man står og skal købe en inverter, vil man opdage at både 'a' og 'b' vokser med effekten.

  • 7
  • 1

Jeg gætter på at Carstens teoretiske overvejelser passer så dårligt med produktblade for invertere på markedet

Nå, du mener med de data ved lavere belastninger end maksimum, som ikke er oplyst(!), for det er jo det, det hele drejer sig om - tab i en lille og en stor inverter ved samme belastning!

fordi han overser de mere fysiske aspekter ved en større inverter:

Ja, ja. Du skrev indlæg #7, at b vokser ved større invertere:

Ploss = a + b * Pac Dvs et konstant tab i Watt plus en procentdel af den effekt der bliver sendt i gennem den. Både 'a' og 'b' vokser, ... , med inverterens størrelse.

Det er ikke er sandt - tværtimod; men i stedet for at indrømme din fejl prøver du nu at gå efter manden og ikke bolden; men mon ikke jeg som professionel elektronikdesigner har mindst lige så meget styr på tingene, som dig, hvilket understeges af, at du ikke nævner levetiden i dit indlæg, hvilket enhver dygtig designer altid har in mente. Der er talrige eksempler på, at små solcelleinvertere kun holder i 10 år eller mindre! Jeg satser ialtfald altid på, at det er kunderne, der kommer tilbage, og ikke produkterne, og det gør de kun, hvis levetiden ikke skuffer - "get and forget".

Størrere blæsere til køling

Går ind under a, og mere køling forbedrer desuden levetiden ved at sænke temperaturen. Desuden ville jeg nok satse på passiv køling f.eks. i form af en "skorsten" i stedet for blæsere, der støjer og næppe holder i 25 år som solpanelerne.

længere baner på printplader, længere ledninger,

Går ind under b, og man vælger selvfølgelig printbaner efter maksimalstrømmen, og da effekttabet er strømmen i 2. potens gange modstanden, vil man gøre printbanerne meget bredere ved store strømme, så en stor inverter vil have langt mindre modstand i printbanerne og dermed mindre b-værdi af den årsag.

størrere gate-drivere pga. mere miller-kapacitans,

Gate driverne går ind under a; men switching tabene som følge af switch-tiden (Miller kapacitet) går ind under b, og selvfølgelig vælger men en gate driver, der er stor nok til at begrænse tabene ved at bevare eller endog reducere stige- og faldetid. Hvis f.eks. gate driveren er kraftig nok til at sende hele strømmen gennem Miller-kapaciteten til stel, har den strøm ingen betydning ved cut-off, så b stiger heller ikke her, men kan være konstant.

størrere tab ved strømmåling

Nix - mindre ved samme strøm, fordi målemodstanden naturligvis er dimensioneret efter en given målespænding ved maksimal strøm og dermed har mindre modstand ved den store inverter, så igen mindre b.

så når man står og skal købe en inverter, vil man opdage at både 'a' og 'b' vokser med effekten.

Nej. b falder med maksimaleffekten, fordi alle modstande - i lederbaner, on-modstande i transistorer, målemodstande, modstande i spoler og transformatorer etc. er mindre i den store inverter. Derfor er (b * Pac) mindre ved samme strøm/effekt i en stor inverter end i den lille; men det forhindrer selvfølgelig ikke, at tabet ved maksimaleffekten er større i den store inverter end tabet ved maksimaleffekten i den lille.

  • 0
  • 2
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten