Batteriguiden

Om man inte vill eller kan koppla upp sin solcellsanläggning mot vanliga elnätet är en batteribank av något slag nödvändigt. En batteribank kan vara bra även i anläggningar där man har koppling till allmänna elnätet, särskilt då man vill maximera sin förbrukning av egenproducerad el eller t.o.m. ha både backup och produktion även när strömmen i vanliga elnätet är borta.

Hur stor och av vilken typ den ska vara beror helt på hur den ska användas, hur hårt den ska belastas och hur länge, vilken livslängd som önskas och vad den får kosta totalt. Dessvärre måste vi naturligtvis också ta hänsyn till hur stora solpaneler vi behöver ha, var och hur de kan monteras, vilken regulator som är mest lämpad, hur mycket vi tror solen kommer att lysa, hur mycket backup vi vill ha för dåligt väder eller brist på ström i allmänna elnätet och när på året anläggningen är tänkt att användas.

Oj, nu blev det mycket att tänka på, så vi tar en sak i taget. Först batterier!

Batterier, och för den skull tekniken runt batterier är en hel vetenskap och vi kommer inte att gå in på den närmare här utan vi berör bara det som är viktigast att veta rent allmänt om de olika typerna, lite om deras för respektive nackdelar, hur de bör eller inte bör användas, vad man bör tänka på vid laddning och lite om vad man bör tänka på vid dimensionering.

Om du är intresserad av att lära dig mera på djupet om detta ämne finns massor av info att hämta på nätet hos de större tillverkarna av både batterier och laddare men också på många enskilda sidor. T.ex. kan du hitta mycket matnyttigt (på Engelska) här: https://batteryuniversity.com/learn/ och om du vill lära dig mera om hur du kopplar och dimensionerar allt rätt när du bygger ett batterisystem från grunden finns massor av info i detta dokument (på engelska) https://www.victronenergy.com/upload/documents/Wiring-Unlimited-EN.pdf

Batteristatus

Ovan beskrivs grovt hur de olika batterityperna vanligen klarar av djupurladdningar och vid vilka spänningar de kritiska punkterna inträffar. Färgerna illustrerar lämplig urladdningsgrad för respektive batterityp. Observera att bilden ovan beskriver generella uppskattningar och att alla uppgivna spänningar är ungefärliga och beror på bl.a. temperatur, material och struktur i batteriets plattor och poler, uppbyggnad, m.m. Skillnader från ovan finns alltså och är fullt naturligt. Om du enkelt vill kolla ditt batteris laddningsgrad, mät med en vanlig multimeter mellan polerna men vänta helst 12 timmar eller mer efter att du belastat eller laddat det. Det är vilospänningen som räknas.

En uppmätt “normal” spänning måste inte innebära att ditt batteri är i bra skick eller att laddningsgraden är korrekt, men det kan ge en god indikation, särskilt på nyare batterier men också på äldre batterier man vet är i god kondition. För en riktig koll av laddningsgrad och batteristatus krävs speciella instrument avsedda för ändamålet. För att få ett utlåtande av ditt batteris status, ta det till en större batteriförsäljare i din närhet. De har oftast de instrument som behövs för att kunna göra en belastningskontroll. En sådan ger exakt information om batteriets faktiska hälsa.

Om du hellre vill göra en egen och lite mindre vetenskaplig kontroll av ditt batteris hälsa är det relativt enkelt. Om du försöker ladda ditt batteri men laddaren slår av orimligt fort eller inte vill starta laddningen alls brukar batteriet vara i mycket dålig kondition. En belastningstest är det som i så fall behövs för att ta reda på hur det ligger till. Nedan gäller för 12V batterier. Har du flera sådana som sitter inkopplade i serie och/eller i parallell, mät ett batteri åt gången. Gör då så här:

  • Ladda batteriet fullt. Det ska efter vila (minst 12 timmar) hålla c:a 12,7-13,1V beroende på typ.
  • Anslut en Voltmeter för att kolla batterispänningen, t.ex denna https://solenergibutiken.se/produkt/multimeter-10a/ mellan batteripolerna och låt den vara ansluten under testet. 
  • Anslut en last, t.ex. ett extraljus till en bil eller något annat som drar en ordentligt mängd energi konstant. Undvik dock laster som tar mer än 20A.
  • Starta tidtagning omedelbart efter att lasten anslutits.
  • Mät strömåtgången med en tångmultimeter, t.ex. denna https://solenergibutiken.se/produkt/tangmultimeter-400a/
  • Låt belastningen vara ansluten tills spänningen sjunkit till 12,2 Volt för att inte skada batteriet.
  • Ta spänningen (V) x strömmen (A) som lasten dragit x tiden den varit ansluten i timmar.
  • Resultatet blir inte exakt då både spänningen och strömmen kommer att variera över tid men tar du medelvärdet av dessa blir det tillräckligt bra för att du ska få en uppfattning om hur det ligger till.
  • t.ex. (medelvärde) 12,5V x 6A x 10 timmar = 750 Wattimmar.
  • Ett normalt 12V batteri på 100Ah har 1200 Wh energi lagrat om det är fullt laddat.
  • Ovan resultat skulle innebära att ett sådant batteri blivit urladdat till c:a 60% (beroende på typ) och därför är ok.
  • Minskar spänningen fortare är förmodligen batteriet slitet. Går det mycket fortare, t.ex. att det inte ens klarar en hel timme med ovan belastning är det utan tvekan dags att investera i ett nytt batteri.
  • Glöm inte att återladda ditt batteri direkt efter testet om du vill fortsätta att använda det!

Om du istället är intresserad av att veta den faktiska laddningsgraden i en frisk batteribank behöver du istället för att bara mäta batteribankens spänning installera en riktig batterimonitor. Dessa ska via en shunt mäta både laddad och urladdad energi till och från batteribanken i förhållande till batterispänning, batterityp och storleken på din batteribank. Denna https://solenergibutiken.se/produkt/victron-batterimonitor-bmv-712-smart/ kan allt detta och mer därtill. Den ger en mycket exakt bild av hur allt faktiskt står till på riktigt i din batteribank.

SoC=State of Charge (laddningsgrad) & DoD=Depth of Discharge (urladdningsdjup).

Bilbatterier = startbatterier

De vanligaste batterierna vi alla känner till är naturligtvis vanliga bilbatterier. I många fall har de “korkar” på ovansidan för att de ska kunna fyllas på om batterivattnet dunstar bort vilket dessvärre är ganska vanligt. Det finns också liknande “underhållsfria” bilbatterier. Enda egentliga skillnaden är att avdunstningen av vattnet i de underhållsfria är något mindre och att de ofta inte går att fylla på eftersom de saknar korkarna, vilket är synd. Båda dessa typer borde kallas för “Startbatterier” då det är dess primära ändamål. Det få vet är att på grund av just den egenskapen är båda dessa typer helt olämpliga till allt annat än just mycket höga momentana strömmar i just startögonblicket när en motor ska startas. Det får man genom att “perforera” polplattorna till att bli “svampliknande”. Ju fler porer desto större yta för syran att komma åt och fler porer ger därför större möjlig startström men också större känslighet mot djupurladdning. För att inte skadas ska de helst inte laddas ur mer än maximalt 20% DoD (DoD = Depth of Discharge eller urladdningsdjup på Svenska) av sin kapacitet, dvs. minst 80 % av kapaciteten ska alltså finnas kvar innan det laddas på nytt. Det är därför bilars generator oftast kan lämna avsevärda mängder ström för uppladdning av batteriet, ofta 100 Ampere eller mer. Efter 10-50 djupurladdningar är ett startbatteri oftast bortom all räddning.

Fritids och marinbatterier

Huvudsakligen är dessa uppbyggda på samma sätt som startbatterierna ovan men gjorda för lite lägre startströmmar. Oftast är det inget problem då vi inte startar båten så ofta på vintern och oftast är dessutom motorerna mindre. På grund av det får man bättre förbrukaregenskaper vilket gör att begränsningen till max 20% DoD nu förbättrats till c:a 30-50% DoD. De som är bäst brukar klara djupurladdningar till den nivån mellan 100-500 gånger.

Deep Cycle

Detta är ett batteri uppbyggt på i stort sett samma vis som de övriga ovan men med en viktig skillnad, polplattorna är nu betydligt tjockare, innehåller mera bly och är inte lika fulla eller t.o.m. helt utan de porer som startbatterierna har i sina polplattor. De porerna har man offrat för att minska kontaktytan mot syran vilket minskar möjligheten till riktigt stora startströmmar men det ger i gengäld bättre förbrukaregenskaper med möjlighet till mycket goda djupurladdningsegenskaper och även längre livslängd. Dessa batterier klarar ofta av djupurladdningar mellan 50-80% DoD av dess kapacitet utan att ta skada och antalet cykler har ökat ännu lite till, upp mot 500-600 gånger ner till 80% DoD eller mer är inte helt ovanligt. Vissa specialvarianter av dessa kan klara betydligt fler cykler och benämns då ofta som traktionära batterier och kan hittas i t.ex. truckar eller riktigt stora UPS-anläggningar för reservström. De klarar ofta 1500 gånger ner till mellan 50-80% DoD. OPzS och OPzV är specialvarianter ofta i 2V utförande och de klarar ofta upp mot 3000 gånger ner till mellan 50-80% DoD och har en livslängd på upp till 20 år eller mera. Dessa är dock riktigt dyra.

Obs!

Samtliga batterityper ovan är “våta” batterier (flooded på Engelska) och ska därför inte användas eller laddas inomhus om inte utrymmet är väl ventilerat och avskilt då de alla avger giftiga knallgaser vid laddning. Det är också därför denna batterityp kräver underhåll och påfyllning under korkarna mellan varven för att inte ta skada. Om nivån på batterivattnet är för låg och inte täcker cellplattorna ordentligt kommer de att skadas. Avjoniserat vatten speciellt avsett för batterier (batterivatten) ska då fyllas på eftersom det är vattnet i elektrolyten som avdunstar vid laddning, inte syran. Fyll inte på med vanligt kranvatten, det förstör ditt batteri. För att få ut maximal nytta och livslängd ur ditt batteri, kontakta leverantören/tillverkaren av ditt batteri om du känner dig osäker så får du rätt anvisningar för underhåll av just ditt batteri. Fritidsbatterier som inte kan fyllas på har generellt kortare livslängd än batterier som kan fyllas på, under förutsättning att påfyllbara batterier sköts korrekt. Placera INTE elektronik eller annat känsligt ovanför denna batterityp. Det kan medföra explosionsrisk om gnistbildning kan förekomma men också frätskador.

AGM

AGM-batterier är ett stort steg framåt vad gäller prestanda och batterisäkerhet. AGM (Absorbent Glass Mat) är en typ där syran (elektrolyten) i batteriet är bunden i en glasfibermatta vilken ligger mellan och runt plattorna. De flesta AGM-batterier är slutna enligt principen VRLA (Valve regulated Lead Acid) som är en speciell ventilreglerad typ och den del av elektrolyten som förångas vid laddning kan cirkuleras tillbaka i ett slutet kretslopp inuti batteriet. En annan fördel är att AGM-batterierna är helt läckagesäkra då syran är bunden i glasfibermattan och de kan därför inte bara monteras i stort sett hur som helst, de kan också riskfritt användas inomhus. AGM-batterier kan tillverkas som startbatterier, förbrukningsbatterier eller något mellanting (multi purpose) vilka utan tvekan är vanligast, så se noga till att du får den typ du behöver för just ditt ändamål om du måste ha AGM. Multi Purpose är en variant som både kan användas som start och förbrukarbatteri men på grund av kompromissen blir den inte riktigt bra på varken det ena eller det andra. Ibland har man dock inget val och då kan den funka fint.

Oavsett ändamål är cyklingståligheten och djupurladdningsegenskaperna oftast bättre än för vanliga våta batterier (traktionära samt OPzS och OPzV undantaget) och ligger ofta något under eller i paritet med andra Deep Cycle-batterier. AGM-batterier speciellt gjorda som förbrukarbatterier (Deep Cycle) har dock längre livslängd och bättre cyklingsegenskaper än de andra varianterna. De klarar i allmänhet 7-10 år om de är rätt skötta. Se alltid till att använda en laddare som har ett speciellt läge (sealed) för AGM-batterier när du ska ladda dessa. Detta gäller även för de regulatorer du använder om du har solpaneler.

GEL

Om man vill ha ett förbrukarbatteri med så stor cyklingstålighet som möjligt finns idag egentligen bara två alternativ, om man inte har väldigt gott om pengar. GEL är det som utan tvekan ger bäst valuta för de pengar man investerar i de flesta fall. Ett bra GEL-batteri klarar idag urladdningar ner mot 80% DoD utan problem och gör det åtminstone 600-700 gånger. Våra GEL-batterier klarar 500 gånger ner till 80% DoD och 750 gånger till 50% DoD. Även livslängden är extra bra. Ett bra GEL-batteri klarar ofta upp mot dubbla livslängden jämfört med andra batterier. Våra är designade för en livslängd upp mot 10-12 år eller mer beroende på urladdningsgrad. Det är otroligt imponerande.

GEL-batterier är uppbyggda väldigt lika AGM-batterierna men med ännu tjockare polplattor och istället för att binda elektrolyten i glasfibermattor är den istället bunden i en GEL och så stabil att även om man skulle såga batteriet mitt itu skulle ingen vätska rinna ur. GEL-batterier är precis som AGM av typen VRLA och helt slutna. De kan därför monteras inomhus eller tom. inne i en bodel i en husbil eller båt om man så vill. Pga. sin GEL-bärare måste de laddas med laddare som har ett speciellt läge för batteritypen. Laddningsläget som brukar kallas för Equalize eller utjämningsladdning, vilket är en slags överladdning som behövs för vanliga bly-syra batterier måste undvikas och utesluts därför ur laddcykeln i inställningen för GEL-batterier. Det läget får elektrolyten i ett vanligt batteri att cirkulera och blandas så den inte separeras eller skiktas i olika starka lager av syra och vatten. Utan denna laddtyp skulle vanliga batterier snabbt tappa i kapacitet och till slut förstöras. GEL-batterier ska inte utsättas för utjämningsladdning då syra och vatten inte kan separera då blandningen (elektrolyten) alltid är bunden i sin GEL. Om batteriet ändå utsätts för utjämningsladdning kommer det förr eller senare att förstöras då det kommer att bildas blåsor i GEL:en. Det går inte att “rekonditionera” ett GEL-batteri för att få bort blåsorna utan de skulle vid ett sådant försök förmodligen bara bli större och förstöra batteriet ännu snabbare. Se därför till att alltid använda en laddare med ett speciellt läge för GEL-batterier. Detta gäller naturligtvis även de solcellsladdare/regulatorer man använder tillsammans med solpaneler av olika slag.

Lead-Carbon (Bly-Kol)

Marknadens idag mest kostnadseffektiva batteri alla kategorier. Inget annat har lika hög prestanda i förhållande till priset. Speciellt utvecklat som förbrukarbatteri med mycket god cyklingstålighet och med möjlighet till  djupurladdning som slår alla andra bly-syra batterier.

  • 40%   DOD = 1400 gånger
  • 60%   DOD = 1000 gånger
  • 100% DOD = 500 gånger

Det här batteriet har dessutom betydligt bättre tålighet mot partiell (delvis) laddning och sulfaterar därför inte lika snabbt som vanliga batterier gör. Sulfatering är alla bly-syra batteriers kryptonit och ska därför undvikas så långt det går. Det gör man enklast genom att se till att batteriet alltid laddas upp så fort som möjligt efter att det laddats ur och att det hålls ordentligt laddat. Det gäller naturligtvis alla batterier av typen bly-syra ovan. Delvis laddade batterier tappar snabbt i kapacitet och redan efter några månader kan det börja degenereras. Minst 12,5 Volt är en bra tumregel. Sedan behövs återladdning. Ju sämre laddat ett batteri är och ju längre det står ju fortare dör det. Denna batterityp är visserligen inte okänslig för sulfatering men på grund av sin konstruktion klarar det partiell laddning mycket bättre än alla andra typer av batterier, Lithium undantaget.

Fördelen med batterier som kan djupurladdas hårt är att du enkelt kan få samma användbara kapacitet med färre batterier. Dessutom får du längre livslängd. Till exempel ger fyra stycken 100Ah Lead-Carbon lika mycket användbar energi som 8 stycken AGM-batterier och livslängden i cykler räknat är ungefär två-tre gånger bättre. Det ger god totalekonomi över tid då du inte behöver köpa lika många, trots att dessa batterier är något dyrare per styck i inköp än t.ex. GEL eller AGM. De klarar också att användas som säsongsbatterier då dess egenurladdning är extremt liten. Lagring halvårsvis eller mer är inget problem, inte ens i stark kyla eller värme.

Lithium Ion

Denna typ är idag det kraftfullaste vi kan uppbåda för relativt rimliga pengar. Särskilt om man vill ha ut riktigt lång livslängd. Litiumbatterier  klarar idag ofta 10-20 års kontinuerlig drift eller mer beroende på urladdningsgrad och typ och de kan ofta djupurladdas ner till mellan 80-100%. Antalet cykler de klarar är ofta mellan 2000-8000. Klart imponerande och i rätt sammanhang är de ett mycket kostnadseffektivt val, särskilt om man planerar för en riktigt stor batteribank och vill att den ska fungera i många år. Dessutom är de betydligt mindre och/eller lättare än jämförbara bly-syra batterier. Prestanda och livslängd hänger ihop med vilken typ av Litiumbatteri man pratar om men styrs naturligtvis även av vald kvalité.  Vilka finesser man önskar att batteriet har påverkar naturligtvis också priset.

OBS! En sak som är viktigt att veta är att Litiumbatterier INTE får laddas om det är minusgrader. Ska Litiumbatterier användas i minusgrader måste de vara av en speciell sort som har inbyggd uppvärmning, annars är risken stor att du förstör batterierna.

Ersätta Bly-Syra batterier med Litium

Litiumbatterier av typen LiFePO4 har ofta en cellspänning om 3,2V vilket blir 12,8V med fyra celler i serie och kan därför vara ett bra val för direkt utbyte av vanliga Bly-Syra batterier i många fall, särskilt när det gäller förbrukarbatterier. Startbatterier kan normalt inte ersättas direkt med Litium. Om du vill veta om just din applikation fungerar med LiFePO4, kontakta oss så reder vi ut begreppen. Andra typer än LiFePO4 av Litium har oftast en cellspänning om 3,7V vilket ger 14,8V för 12V applikationer. Det är för högt i de flesta fall och är därför olämpliga för just detta.

BMS

Det som oftast skiljer Litiumbatterier åt när det kommer till priset är förutom vilken typ, kvalité och förväntat antal cykler det är designat för är  vilket typ av BMS (Battery Management System) som finns installerad. En BMS är till för att alla enskilda celler som alla Litiumbatterier är uppbyggda av ska ha exakt samma laddningsgrad, dvs. någon typ av cellbalansering. En BMS ska dessutom innehålla minst de grundläggande skydden mot överladdning, överurladdning, överström, kortslutning och övertemperatur.

I bästa fall kan BMS:en även ha koll på underspänning vid både laddning och användning, undertemperatur, laddstatus, återstående körtid, felkoder, aktuell temperatur och en del andra olika parametrar. Ibland kan även ett urval av ovan presenteras i en App installerbar på t.ex. en mobiltelefon. Kommunikationen mellan batteri och telefon sker då oftast via Bluetooth. BMS:en kan även bestämma om det är möjligt att serie och/eller parallellkoppla flera batterier till ett större system. Billiga batterier har oftast ingen eller en mycket enkel BMS eller PCM och saknar möjlighet för hopkoppling till större system.

Alla Litiumbatterier måste ha en BMS installerad av något slag för att livslängd och säkerhet ska kunna upprätthållas. De allra billigaste Litiumbatterierna säljs helt utan BMS och måste kompletteras med en sådan, Winston-celler är en sådan, andra har en billigare variant av BMS installerad, den typen kallas ofta för PCM. Enklare BMS-varianter tillåter oftast inte att man seriekopplar flera batterier för högre total batterispänning medan andra inte ens klarar parallellkoppling av flera batterier för högre total kapacitet. Ta reda på exakt vad det är du behöver innan du köper. Om du försöker koppla ihop flera batterier för högre kapacitet och/eller högre spänning måste de vara avsedda för det från början.

Batteribalansering

Även bly-syra batterier mår bra av batteribalansering, precis som Litium. Detta är viktigt när du t.ex. kopplar flera 12V batterier i serie för högre total batterispänning som t.ex. 24V eller 48V. Vi rekommenderar alltid att man använder en balanseringsenhet i de fall man vill bygga en batteribank med högre spänning. Denna https://solenergibutiken.se/produkt/victron-batteribalanserare/ är ett mycket bra val och hjälper till att minska risken för över och/eller underladdning av enskilda batterier i samma batteribank. Med en eller flera balanseringsenheter (beror på din totala batterispänning) får du generellt sett en längre livslängd och högre kapacitet ur din batteribank. Med tanke på vad bra batterier kostar är detta en billig livförsäkring. För inkopplingsexempel, se detta dokument. https://solenergibutiken.se/wp-content/uploads/2019/10/Victron-Datasheet-Battery-Balancer-EN.pdf 

Inkoppling av batterier

För att inte få obalans i en batteribank som innehåller flera batterier behöver man tänka på flera olika saker när dessa ska kopplas samman. De är:

  • Vilken total batterispänning ska jag ha?
  • Hur stor kapacitet behöver jag?
  • Hur många batterier måste jag koppla samman?
  • Hur ska jag koppla dessa för att det ska bli rätt?
  • Hur grova kabla måste jag ha?

Nedan följer exempel på hur parallellkoppling av flera batterier kan göras. Du kan naturligtvis fritt välja antalet batterier som krävs för just din applikation så just fyra batterier som i exemplet nedan är inget krav. Som tumregel bör dock nämnas att 10 batterier brukar anses som översta gräns. Om 10st batterier om t.ex. 100Ah inte räcker, använd batterier med högre kapacitet. Om du behöver högre spänning kan flera batterier seriekopplas. Se då stycket om batteribalansering ovan.

Vid parallellkoppling kommer man alltid att ha samma spänning i batteribanken som de batterier man använder. Använder man 12V batterier är det den spänning banken kommer att ha. Kapaciteten ökar för varje batteri man använder. Om varje batteri har en bapacitet om 100Ah kommer en bank med t.ex. fyra batterier ha en total kapacitet om 400Ah.

För att inte olika batterier i samma batteribank ska få olika laddningsgrad måste man tänka på hur de ska kopplas samman. Nedan bild.

Bilderna ovan är sammanställda från Victrons dokument “Wiring-Unlimited-EN.pdf

För att slutresultatet ska bli bra, koppla inte som på bilden till vänster märkt “Parallell”. Även om kablarna är oändligt tjocka kommer obalans att uppstå på grund av kablarnas och respektive batteris egenresistans. Välj hellre något av de andra alternativen. Om “Diagonalt” eller “Halvvägs” används, välj kablar av samma area. Om “Post” används måste alla kablar vara lika långa och av samma area. Har du möjlighet, välj “Busbar”. Vid Busbar, använd helst tjock och bred koppar kopplade direkt till respektive pol. Inte via kabel som på bilden. Om du använder kablar är det naturligtvis en stor fördel om de har ordentlig area. Vi brukar rekommendera 35mm2 för den interna inkopplingen mellan batterierna. Något tunnare kabel kan vara ok om banken innehåller företrädesvis  mindre batterier och inte ska belastas så hårt. Mera area rekommenderas om det är en riktigt kraftfull bank. Se till att kablarna håller hög kvalité och är terminerade med grova rörkabelskor i ändarna för bästa kontakt. Likaså bör kablarna alltid hållas så korta som möjligt.

Snabbfakta om batterier

Kort gäller detta:

  • Använd alltid en laddare avsedd för den batterityp du har. Detta gäller särskilt för batterier av typen GEL & Lithium men de andra typerna behöver också individuella inställningar för att må bra.
  • Använd inte för hög laddström. Det skapar värme i batteriet vilket de inte tycker om. Olika batterier klarar olika mycket laddström olika bra. Kolla med tillverkaren vad som är lämpligt för just ditt batteri. Generellt brukar dock 15-20A max per 100Ah vara en bra tumregel när det gäller batterier av typen bly-syra. En batteribank på t.ex. 400Ah bör därför klara c:a 60-80A laddström utan problem och ett litet batteri på 25Ah bör därför inte laddas med mera än 4-5A. Låg laddström på stora batteribankar går dock fint. Det tar bara längre tid.
  • Laddning av Litiumbatterier är lite speciellt. Dessa kan ofta laddas relativt hårt men de har också gränser. Kolla vad som gäller för just ditt batteri innan du sätter igång. Använd helst laddare speciellt framtagna för just din batterityp. Har batteriet inbyggd laddningsreglering kan en laddare för bly-syrabatterier oftast användas om den går att ställa in för 14,6V (gäller 12,8V LiFePO4). Dubbla värdena ovan om du har 24V batteribank.
  • Blanda aldrig gamla och nya batterier eller batterier av olika typ eller olika storlek i samma batteribank.
  • För maximal livslängd, se alltid till att batterierna är ordentligt laddade. De flesta batterier bör underhållsladdas regelbundet ifall de ska lagras, detta gäller särskilt våta batterier.
  • För bästa batteriekonomi, använd en modern elektroniskt styrd intelligent laddare av flerstegstyp. Laddaren bör dessutom ha speciella lägen för de olika batterityper du valt att använda. Glöm inte att ställa in den för rätt batterityp om den har flera inställningsmöjligheter. Har den inte flera olika batterityper som val, undvik att använda den till allt annat än startbatterier.
  • Vissa moderna “universalladdare” kan dock användas till de flesta batterityper. Se laddarens manual. Om du är osäker, välj en annan laddare. En riktigt bra sådan kan du dock hitta här: https://solenergibutiken.se/produkt/victron-blue-smart-ip22-batteriladdare-12v-15a/
  • Gamla laddare utan intelligens kan lätt överladda ditt batteri. Vid överladdning börjar elektrolyten att koka och vattnet avdunstar då via batteriets gasventil. En mer koncentrerad syrablandning blir då kvar vilket fräter sönder blyplattorna. Överladdning av batteriet förkortar alltid batteriets livslängd. Kolla gärna din laddares spänning med en multimeter så du vet att den fungerar korrekt. Oftast är det just för hög laddspänning som dödar ditt batteri.
  • Våta batterier får aldrig laddas med korkarna upp eller avskruvade, då dunstar batterivattnet bort väldigt fort vilket är direkt skadligt för batteriet. Dessutom kan syra skvätta ut under laddningen vilken kan fräta sönder underlaget den hamnar på men också annat som kläder och hud.
  • Ett vått batteri måste kollas med jämna mellanrum så inte nivån på batterivattnet (elektrolyten) blir för låg. Påfyllning med destillerat vatten måste då ovillkorligen ske, om det går. Batterier utan korkar kommer snart att bli nödvändigt att byta ut om nivån hamnar lika med eller under cellernas övre kant. Se under rubriken Obs! ovan.
  • Batterier som lämnas oladdade för länge “sulfaterar” och kommer att förlora i kapacitet och så småningom att sluta ta laddning. Mät därför laddningsnivån över batteriets poler med en multimeter när batteriet är i viloläge (minst ett dygn utan laddning eller belastning). Är spänningen 12,5 Volt eller lägre måste batteriet laddas.
  • Bristfälligt laddade batterier kan frysa och är då ohjälpligt förstörda.
  • AGM & GEL-batterier är av typen VRLA och varken kan eller ska fyllas på då elektrolyten är bunden i en glasfibermatta eller i GEL-form.
  • Utjämningsladdning eller equaliseringsladdning som det också kallas är en form av kontrollerad överladdning av våta batterier. Den är till för att blanda elektrolyten (syrablandningen) så den inte skiktar sig i olika starka lager av syra som kan skada ett vått batteri.
  • Ett GEL-batteri får inte utsättas för utjämningsladdning. Eftersom syrablandningen är bunden i ett skikt av GEL kan den inte skikta sig. Om man överladdar, utjämningsladdar eller regenereringsladdar ett GEL-batteri kan “blåsor” bildas i GEL-skiktet. I blåsorna kommer blyplattorna att bli blottlagda och kommer därför att förstöras. Se därför till att din laddare är inställd för batteritypen GEL.
  • Regenereringsladdning kan användas för att i viss mån återställa ett vått batteri som djupurladdats för hårt. Hur lyckat resultatet blir beror helt på batteriets skick och ålder i övrigt. Detta läge får inte användas på GEL-batterier.

Ovan visar typiska laddspänningar för 12 Volts batterier av olika typ. För 24 Volt dubblar du spänningarna.

Urladdning av batterier

Så, hur länge räcker mitt batteri då? Vi räknar för enkelhetens skull inte in den karakteristik eller egenförluster batteriet har eller de som kan finnas i kablar eller elektronik som inverters. En bra tumregel kan dock vara att lägga till 10% på beräknad förbrukning för att vara på rätt sida. Ett normalstort batteri på 100Ah (Ah=Amperetimmar) skulle då räcka till att driva något som drar t.ex. 1 Ampere i 100 timmar eller 100 Ampere i 1 timme, under förutsättning att batteriet klarar att laddas ur till 100%.

Om man istället räknar om batteriets kapacitet till Watt-timmar får vi för ett 100Ah batteri 1200 Watt-timmar. (12 Volt * 100Ah = 1200 Watt-timmar) Något som drar 10 Watt bör alltså kunna drivas i 120 timmar innan batteriet är tomt. Nu gillar nästan inga batterier att bli tömda helt utan att ta skada så om man i stället utgår från vilken batterityp man har får man ett värde som bättre stämmer överens med verkligheten. Se tabellen överst i denna guide för generella värden. Då kan vi se att ett vanligt bilbatteri inte levererar mer än 20Ah utan att ta skada vilket inte blir mycket. Ett av våra GEL-batterier i samma storlek skulle å andra sidan klara att leverera 80 Ah. Skulle du använda bilbatterier för samma kapacitet skulle du behöva 4st! Det blir onödigt tungt, skrymmande och jättedyrt. Välj därför rätt batteri till rätt tillämpning!

När man tittar på urladdning måste man också ta med i beräkningen att olika batterier gillar olika stor urladdning. Startbatterier är av hävd fantastiska på att kunna leverera riktigt stora strömmar kortvarigt. Det är därför de är designade som de är för just detta ändamål. Andra batterier trivs kanske bäst med att leverera måttliga till stora strömmar men under längre tid. Sådana är typiska förbrukarbatterier. De kan dessutom oftast laddas ur riktigt djupt utan att ta skada. Tänk på att denna batterityp ofta tappar kraftigt i spänning under tiden de belastas hårt. I de flesta fall är detta inget problem men har du riktigt stora förbrukare bör batterispänningen hållas högre än 12V.

Litiumbatterier däremot måste man ha mera koll på då de ska/bör ha en BMS installerad. Den styr bl.a. hur mycket ström man kan ta ut kontinuerligt utan att skada batteriet. Går man över gränsen för maximalt strömuttag slår helt enkelt batteriet ifrån och slutar att leverera ström. Detta för att skydda batteriet. Om du ska använda stora förbrukare men vill ha Litiumbatterier, kolla batteriets specifikation så den inte överskrids av dina förbrukare. T.ex. en större inverter kan lätt få batteriets BMS att “gå i taket” om batteriet är för litet i förhållande till förbrukaren. Litiumbatterier tappar heller inte i spänning särskilt mycket ens vid hög belastning vilket gör det svårt att få en uppfattning om batteriets återstående kapacitet genom att bara mäta dess spänning. Alla som använt en skruvdragare med Litiumbatteri vet att den presterar optimalt tills dess batteriet är slut då den helt plötsligt dör.

Laddning av batterier

Alla batterityper har olika egenskaper och behöver för maximal kapacitet och livslängd laddas på olika sätt. Skillnaderna i laddning mellan våta batterier och AGM-batterier är inte så stora men för att utnyttja dem maximalt ska de laddas på “sitt” sätt. Nödladdning med standardladdare utan inställningsmöjligheter skadar oftast inte dessa batterier nämnvärt om det bara sker någon gång men bör lika fullt undvikas om det är möjligt. Batterier av typerna GEL och Lithium måste laddas med laddare avsedda för ändamålet. Standardladdare kan skada eller förstöra dessa batterityper.

OBS! Tänk även på att laddning av “våta” batterier, även om de är slutna och inte har korkar, som t.ex. start, fritid, marin, Deep Cycle och liknande kan generera gaser vid laddning. Dessa gaser är knallgaser som kan explodera vid t.ex. gnistbildning. De är även giftiga. Montera därför aldrig denna typ av batterier i bostadsutrymmen. De ska alltid monteras i väl ventilerade utrymmen där man inte vistas. Montera heller aldrig elektronik ovanför eller i närheten av dessa batterityper.

Med tanke på vad batterier kostar är investeringen du gör i en bra laddare av rätt typ för dina batterier mycket liten. Detta gäller naturligtvis även solcellsladdare/regulatorer. Fuska inte här! Det är lätt att välja rätt.

Tumregler för rätt batterityp

  • Bilbatterier = Startbatterier. Använd inte till något annat. Bör inte användas inomhus. “Gasar” vid laddning. Glöm inte underhållet om det har korkar.
  • Fritids eller marinbatterier kan användas till enklare starter och mindre krävande förbrukare där inga större djupurladdningar kommer att bli aktuella. Kan även användas för större momentana förbrukare som inte går så länge åt gången. Bör inte användas inomhus. “Gasar” vid laddning. Glöm inte underhållet om det har korkar.
  • Deep Cycle fungerar bra till större förbrukare där många djupurladdningar kommer att krävas frekvent. De är dock inte lämpliga som startbatteri eller till förbrukare som kräver mycket stora momentana strömuttag. Bör inte heller användas inomhus. “Gasar” vid laddning. Glöm inte underhållet om det har korkar.
  • AGM kan beroende på vad det tillverkats för användas i de flesta sammanhang. Vanligast är de som kallas för “Multi Purpose” vilket skulle kunna liknas vid ett “universal-batteri” och just de är därför omåttligt populära. Ett sådant är visserligen inte bäst på något men heller långt ifrån sämst på något annat och kan därför mycket väl vara ett bra val i rätt sammanhang. De kan oftast leverera höga momentana strömmar men klarar också oftast djupurladdningar riktigt bra. Var därför noga med att ta reda på vad just det batteri du tittar på är avsett för så du får ett batteri som passar till just din tillämpning. Om  du inte behöver ett som är “Multi Purpose” finns AGM även som Start och Deep Cycle. De har dessutom liten självurladdning vid lagring, är underhållsfria och kan användas inomhus.
  • GEL är ett av de bästa alternativen om du behöver ett uthålligt batteri för massor av förbrukare men inte behöver starta något. Stora momentana strömuttag är ingen favorit för dessa batterier så motorstarter rekommenderas inte även om det kan gå. De klarar djupurladdningar mycket bra och kan laddas snabbt om behovet finns. Självurladdningen är minimal om de behöver lagras och de är underhållsfria på riktigt. Kan användas inomhus.
  • Lead-Carbon (Bly-Kol) är vad vi ibland brukar kalla för ett “fattigmans” Litium. Dess egenskaper kommer närmare Litium än något annat batteri trots att det är ett “vanligt” batteri av typen bly/syra. Det klarar väldigt många laddcykler och kan även laddas ur helt och hållet utan att det tar skada och är nästan jämförbart med billigare Litiumbatterier när det gäller livslängd. Dessa klarar även partiell laddning betydligt bättre än alla andra bly-syra batterier. Dock väger dessa batterier som vanliga bly/syra-batterier och de är ungefär lika stora. Har du plats är dessa ett kap prismässigt trots att de är lite dyrare per styck än t.ex. AGM eller GEL. Det har du å andra sidan igen snabbt eftersom kapaciteten och livslängden är bättre än något av ovan alternativ.
  • Lithium har de flesta av oss redan bekantat oss med, medvetet eller omedvetet, då de sitter i de flesta av våra moderna mobiltelefoner, laptops och skruvdragare. De är helt överlägsna i uthållighet och urladdningsdjup i förhållande till storlek och vikt. Problemet med dessa batterier är två i förhållande till de ovan, priset och att de inte får laddas om de är kallare än 0 grader Celsius. Specialvarianter med inbyggd uppvärmning finns dock. Och de kostar fortfarande i allmänhet 2-4 gånger så mycket som vanliga batterier om man ser till kapaciteten i användbara amperetimmar. Tänk på att vid användning av Litium finns ett flertal olika varianter för olika ändamål vilka alla kräver sin egen typ av laddning. De ska också innehålla någon typ av BMS (battery management system) för att skydda batteriet och användarna om fel inträffar.

Strömförbrukning

För att ta reda på hur mycket ström något drar gör vi ett exempel: Ett extraljus till din bil är på 100 Watt och drar således lika mycket. Spänningen i ditt bilbatteri är 12 Volt. 100 Watt dividerat med 12 Volt=8,33 Ampere. 100/12=8,33. Ta den förbrukade strömmen gånger den tid du vill driva extraljuset så vet du hur stort batteri du behöver. t.ex. 8.33 Ampere gånger 9 timmar=74,97 Ah. Ett 100 Ah GEL-batteri skulle alltså klara jobbet utan att behöva laddas under tiden (80%DoD). Ett vanligt bilbatteri skulle behöva laddas redan efter 2,5 timme (20%DoD).

Vi tar ett mer avancerat exempel, du har en betongblandare som förbrukar 650 Watt (0,65 kW) under drift och den ska normalt anslutas till en vanlig väggkontakt med 230 Volt växelspänning. Du ska gjuta en liten stödmur vid sommarstugan men där finns bara solel. Du väljer därför att använda din Inverter för att driva betongblandaren från din batteribank. Du beräknar att jobbet kommer att ta 3 timmar.

Det vi då vet är: Batteriet har en spänning (U) på 12 Volt, effekten (P) vi ska driva är 650 Watt och tiden är 3 timmar. För att få fram strömmen (I) som dras under drift tar vi P/U=I vilket blir 650/12=54,16. Strömmen som dras ut batteriet blir alltså 54 Ampere x 3 timmar = 162 Ampere. Med två GEL-batterier på 100 Ah skulle du precis klara jobbet med marginal. 38 Ah skulle finnas kvar efter avslutat jobb och gränsen för 60% DoD skulle precis tangeras.

Även om vi räknar in effektförlusterna (c:a 10%) , se “Urladdning av batterier” ovan, skulle vi klara oss med två batterier. 162 x 1,1 = 178,2 Ampere och 80% DoD skulle då tangeras. Värt att veta kan vara att 650 Watt i exemplet gäller vid maximal motorbelastning och en elmotor drar sällan angiven maximal effekt kontinuerligt. Det gör att du rimligen borde ha lite mer kvar i batterierna. Ett undantag finns dock, precis i startögonblicket vill motorer ha mer, ibland mer än dubbelt så mycket även om det bara är under en sekund eller två. Se därför till att din Inverter har tillräcklig kontinuerlig uteffekt för att klara den tillfälliga effekten. Se mer om detta i vår Inverterguide. Om du i exemplet byter till en annan last, t.ex. en kokplatta med samma effekt som ska användas under samma tid så skulle där inte finnas någon marginal eller något extra kvar i batterierna för kokplattan drar det den är märkt med hela tiden den används. Se även vår Dimensioneringsguide för mer info.

Ett annat sätt att räkna effektåtgång är att göra om batteribankens Amperetimmar (Ah) till Wattimmar (Wh). Ett 12V batteri på 100Ah har 1200Wh energi lagrat om det är fullt laddat. 12V*100Ah=1200Wh. Tar vi exemplet med extraljuset till en bil lika ovan drar det 100W och ska användas i 9 timmar. 100W*9 timmar=900Wh. Det blir 300Wh kvar i batteriet. På detta vis kan du enkelt räkna samman många olika förbrukare och den tid de ska användas för att få fram en totalförbrukning. Detta är det enklaste sättet då nästan alla förbrukare har en typskylt och på den står oftast maximal förbrukning. Det bästa med Wh är att man aldrig behöver veta drivspänningen. Den mängd Watt produkten drar är oberoende av om den är tänkt att använda på 12V eller på 230V. Mängden Watt är allså enklare att räkna med.

Hur stor batteribank behöver jag?

Allt handlar i slutänden om enkel matematik, men beräkningen kommer definitivt att bli knepig i alla fall. Tänk igenom vilka olika förbrukare du behöver, när du behöver dem och hur länge de behövs och om du har flera du vill använda samtidigt så vet du hur mycket effekt du behöver. Enkelt? Teoretiskt, Ja. Praktiskt, Nej, inte alls. Att beräkna vad som behövs när är jobbigt och jättesvårt. Man är inte van att tänka så. Särskilt jobbig blir beräkningen när man laddar batterierna med solpaneler, för det är ju nästan omöjligt att veta exakt när solen tänker lysa och i så fall hur mycket. Och du, glöm inte att ta med i beräkningen hur lång tid det tar att ladda upp batterierna igen. Det kan ta längre tid än du tror. Se vår Regulatorguide för mera info.

Här gäller planering! Massor av planering. För om du dimensionerar fel kommer en av två saker att hända, antingen kommer du att dränera din batteribank så du blir utan ström när du som bäst behöver den och batteriernas livslängd kommer att bli kortare än du räknat med, det är dyrt, och dumt. Eller så köper du en batteribank som är onödigt stor och därmed onödigt dyr. Det är också dumt. Fast den håller ju i alla fall betydligt längre på grund av den lägre urladdningsgraden och det gör i alla fall att det blir  billigare i längden.

Vårt tips är därför att slå samman all förbrukning på dygnsbasis och multiplicera med det antal dagar du tror att du måste kunna klara dig utan laddning. Det ger marginaler för dåligt väder och sämre säsong. Bara du vet vad du förbrukar, när du gör det och vid vilken årstid. Du kan förmodligen också avgöra vad som är möjligt att göra avkall på om det visar sig att energiförbrukningen blir mycket större än du hoppats, för större än dina förhoppningar kommer den förmodligen att bli. Se därför till att ha ordentlig med marginal för det du vill göra. Är du osäker på vad dina respektive saker drar kan du alltid leta reda på typskylten som bör finnas på alla produkter, i alla fall på de som går på 230V. Hittar du den inte kan du alltid uppskatta eller jämföra med andra liknande produkter. Vill du veta exakt förbrukning för dina produkter finns energimätare för 230 Volt att köpa. De är billiga, enkla att använda och mycket exakta. Det finns även vanliga multimetrar eller tångmultimetrar att köpa för ändamålet. Det gynnar livslängden positivt och totala ekonomin på sikt.

Lathund

Använd gärna vår lilla lathund i Excel-format nedan för att beräkna just din förbrukning. Med den kan du beräkna en 12 Volts batteribank och hur många parallellkopplade batterier just din förbrukning kommer att kräva. Batterierna vi räknat med i lathunden är våra 100Ah GEL-batterier. Urladdningsgraden är satt till max 80% DoD. Om du vill ha mer cyklingstålighet för att förlänga livslängden kommer du att behöva fler batterier. Om du tänkt använda andra batterier än våra måste du vara säker på att de har motsvarande egenskaper annars stämmer inte beräkningen. Om du vill sprida vår lathund går det bra men du får i så fall inte ändra i filens grundinformation, förklaringar till hur den fungerar eller på vår logo eller företagsinformation. Tack för att du förstår!

Lathund batteribank