Regulatorguiden

Solcellsladdare eller Regulatorer som de oftast kallas har många gånger flera uppgifter än att bara se till att din batteribank bara blir så snabbt och säkert uppladdad som möjligt. De har alltid ett flertal skyddskretsar, hur många och vilka beror ofta på priset, men de viktigaste finns alltid med. Priset styr också antalet andra finesser som kan vara mer eller mindre nödvändiga som USB-portar för laddning av t.ex. mobiltelefoner, separat utgång för yttre last som ibland kan styras och/eller programmeras på olika sätt men det kan också finnas utgångar för att ladda två separata batteribankar vilket ibland kan vara värdefullt. Ibland kan du även hitta finesser som loggning av alla relevanta data mot en molntjänst eller fjärravläsning/konfigurering via USB, Bluetooth, WiFi eller Internet. Prislappen går i allmänhet upp med storleken på regulatorn men också beroende på vilka funktioner du vill ha. Därför kan du ibland hitta regulatorer med “samma” prestanda, tom. från samma tillverkare men med olika prislapp. Kvalité är alltid svårt men om du håller dig till kända varumärken som t.ex. EPEVER eller Victron behöver du aldrig vara orolig. Vill du ha kvalité och funktion över tid, snåla inte när du väljer regulator. En bra regulator är inte så jättemycket dyrare. De betalar sig dessutom alltid i längre livslängd, högre funktionalitet, mindre problem och högre säkerhet. Okända fabrikat och särskilt modeller helt utan fabrikat angivet kan visserligen vara billiga men de lever oftast inte upp ens till det mest basala. Vårt tips är därför att undvika dessa.

Ingen regulator är billigast! Nej, nej, nej!

Vad du än gör, överväg inte detta alternativ. Det är helt vansinnigt! Du saknar då inte bara alla former av skyddskretsar och regleringar som ser till att din batteribank laddas korrekt, du kommer dessutom att förstöra dina batterier rekordsnabbt och kan även ställa till med överhettning eller brand och du kan i värsta fall skada både din och andras hälsa. Batterier som överladdas kan vara riktigt farliga att umgås med. Bly-syra batterier “gasar” vid överladdning och den gasen är både giftig och mycket explosiv. Även den billigaste regulator du kan hitta är ett skydd mot merparten av dessa problem, om den håller hyfsad kvalité och klarar den anslutna solpanelens maximala effekt.

PWM

De billigaste regulatorerna som idag går att hitta och som i alla fall uppfyller grundkriterierna för vad en regulator för solcellsbruk ska göra är av typen PWM (Pulse Width Modulation). Effektiviteten hos dessa är inte bäst och det beror på att den högre spänningen som solpanelen levererar sänks från kanske mellan 18-22V till den laddspänning batteriet för ögonblicket ska ha. Tar vi en bra “12V” standardpanel på 115W så skulle den som exempel under maximalt gynnsamma förhållanden kunna ge 19,1V och 6,02 Ampere vilket blir 115W. Det skulle, om du valt en PWM regulator och har en 12V batteribank resultera i en laddspänning (vid standard bulkladdning) på c:a 14,4V och med laddströmmen 6A när allt laddar för fullt Det skulle bli 86,4W, helt enligt Ohms lag. Men, tänker du nu, det blir ju inte 115W, det är ju för lite, det fattas ju 28,6W. Procentuellt är det 24,9% för lite effekt. Jo, det är riktigt men som vi nämnt tidigare är solpaneler designade för 12 Volts system inte på 12 Volt, de ligger ofta mellan 18-22 Volt, annars skulle de inte kunna ladda batteribanken i alla lägen eftersom spänningen från solpanelerna hela tiden måste vara högre än den laddspänning som för tillfället är aktuell. Vi vill ju helst kunna ladda batterierna i alla fall lite, även om det är sämre väder och vid hög temperatur sjunker spänningen också från solpanelerna. Vid t.ex. utjämningsladdning av bly-syra batterier höjs ofta laddspänningen till närmare 16V beroende på batterityp och därför vill det till att vi har tillräckligt med spänning från solpanelen. Problemet med en PWM regulator är att den inte kan ta tillvara effekten i mellanskillnaden mellan den högre spänningen från solpanelen och den lägre aktuella laddspänningen till batteribanken, den går helt enkelt förlorad. Problemet blir dessutom ännu större om du har solpaneler med högre spänning och batterier som har riktigt låg spänning därför att de är svårt urladdade. Då sjunker effektiviteten ytterligare.

Fördelen med PWM är att de gör jobbet och har man bara små krav på effekt från solpanelerna och inte är beroende av hög återladdningskapacitet eller finesser och mer avancerade funktioner kan en av dessa mycket väl vara ett fullgott (och billigt) alternativ. Se bara till att iså fall få tag i en som kan ställas för den batterityp du ska använda och att den kommer från en erkänd tillverkare som håller hög kvalité.

MPPT

MPPT står för Maximum Power Point Tracking och är en teknik för att i “realtid” bestämma exakt hur laddning av en batteribank ska kunna utföras från en solpanel så snabbt och effektivt som möjligt utifrån de faktiska förutsättningar som råder med så liten effektförlust som möjligt. Eftersom solpaneler sällan eller aldrig lämnar konstant effekt utan hela tiden varierar beroende på bl.a. hur solen lyser, ifall det finns moln eller skugga, vilken tid det är på dagen,  temperatur och batteribankens spänning så kan man med hjälp av en MPPT algoritm som håller ordning på alla relevanta parametrar bestämma exakt var maximal effekt eller “Power Point” för tillfället är som högst. Förhållandet MPPT algoritmen hela tiden letar och justerar efter är enkelt uttryckt punkten där högsta möjliga laddström ska kunna levereras till din batteribank vid minsta möjliga förluster. Väldigt enkelt uttryckt eliminerar tekniken skillnaden mellan solpanelens högre spänning och den lägre aktuella laddspänningen till batteribanken och kan samtidigt ta tillvara effekten i just den spänningsskillnaden och omvandla den till laddström. Jämför man denna teknik med PWM så är den ofta mellan 25-35% mer effektiv.

MPPT (Fejk)

Ibland kan man hitta regulatorer som påstås vara MPPT men i själva verket inte är det. De kan ibland baseras på en liknande teknik rent matematiskt men för att få ut full effektivitet krävs att energin i överskottsspänningen kan transformeras ner till rätt nivå och inte bara sänkas. Det görs enklast i transformatorer som är både tunga och dyra och om de finns kan man ofta lätt upptäcka det om man tittar på regulatorns vikt och storlek. Verkar den onödigt lätt och/eller liten i förhållande till en man vet baseras på den riktiga tekniken och som ska klara samma effekt kan man också för det mesta vara rätt säker på att den inte håller måttet. Ett annat sätt är att kolla prislappen. Råkar en regulators mindre vikt/storlek sammanfalla med en lägre prislapp så vet man rimligt säkert att den inte är en riktig MPPT. Dessa brukar därför inte heller vara tillverkade av något känt och välrenommerat fabrikat då de inte vill stå bakom sådana produkter. Köp hellre en bra regulator från början av ett känt fabrikat. De är inte så mycket dyrare och dessutom är de så gott som alltid inte bara effektivare, de är säkrare och håller högre kvalité.

För att få fram vilken storlek på regulator du ska ha, se nedan under “Dimensionering av batteribank”.

Dimensionering av batteribank

För att du ska ha en vettig chans att dimensionera storleken på din regulator måste du först veta ungefär hur stor förbrukning du kommer att ha då den i sin tur styr hur stor batteribank du måste ha. Dessutom bör du räkna in att vädret inte alltid är perfekt, att du kanske tidvis kan ha en lite varierande förbrukning beroende på om vädret är bra eller dåligt och hur lång backuptid du måste ha om solen inte lyser så mycket. Till det kommer om du tänkt dig att förbrukningen (och återladdningen) kommer att ske även tidig vår och/eller sen höst. Det gäller alltså att “ta höjd” för alla eventualiteter så gott det går. En liten överdimensionering kan alltså vara smart så du kan utöka din anläggning utan att köpa ny regulator, om det skulle behövas framöver. Vet du inte hur det kommer att se ut är det nu hög tid att ta reda på i alla fall på ett ungefär hur det faktiskt kommer att se ut. Annars kommer du heller inte att kunna få varken vettig ekonomi i din investering eller den funktion du vill ha. Se Batteriguiden för mer info och använd gärna vår lilla lathund i Excel-format för att beräkna just din förbrukning och batteristorlek. Om du vill sprida lathunden 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 för beräkning av batteribank

När du skaffat dig koll på storleken på din batteribank blir det enklare att bestämma hur mycket effekt du behöver ha ur dina solpaneler för att hinna ladda upp batteribanken i rimlig tid tills du behöver ström igen. Ju mer effekt du kan få ur solpanelerna desto fortare kommer återladdningen att gå. Målet är att ha minst så mycket effekt att du en bra dag med fint väder kan återladda hela din normalt förbrukade energimängd och dessutom samtidigt ha energi över till det du förbrukar dagtid. Låter det mycket? Det är det inte. Det är det absolut minsta du bör sikta på. Som du kanske vet är inte alla dagar bra dagar med fint väder och ska du ha en rimlig möjlighet till någon form att återladdning när vädret inte är perfekt måste du överdimensionera. Du bör alltså ha tillgång till en betydligt högre produktion än du har förbrukning. Den bör, beroende på hur lång backuptid du vill ha för dåligt väder, vara minst 2-2,5 gånger din förbrukning vid perfekt väder. Vill du klara längre sammanhängande tid med bitvis sämre väder behöver du förmodligen ungefär 4 gånger din förbrukning och betydligt mer om du vill kunna klara tidig vår och/eller sen höst. Då är ju som bekant soltimmarna betydligt färre och vädret sällan lika bra. Dessutom, ju sämre vädret blir, ju mer tid tillbringar du oftast inomhus och då kommer du även att förbruka mer energi.

Så länge du har en batteribank med Bly-Syra batterier är det väldigt viktigt att se till att de är ordentligt laddade. Annars kommer de att få kortare livslängd än du önskar och det blir då fort dyrare än att dimensionera rätt från början. Högre laddström än c:a 15-20A per 100Ah batteribank är dock inte att rekommendera om du valt Bly-Syra. Då blir de varma och det kortar deras livslängd. Litium däremot klarar utan problem det dubbla och är det är kritiskt kan de ofta hantera upp till 100A laddström per 100Ah batteristorlek, även om det är rekommenderat att hålla sig till 50A eller mindre. De klarar dessutom riktigt djup urladdning och skadas inte heller om de står mer eller mindre urladdade en längre tid. Var bara noga med att inte försöka ladda Litium om batterierna är kallare än 0 grader Celsius. Då kan du skada dem ohjälpligt. De tål inte laddning vid minusgrader. Förbruka energin som finns i dem kan du däremot göra ner till minus 20 grader om du vill. Ska du använda Litium, se då till att de antingen har ett inbyggt skydd mot laddning om du tänkt använda dem när det är kallt eller se till att konfigurera din laddare/regulator så den förhindrar laddning om batterierna håller minusgrader. Kan du inte hålla dem varma när du måste ladda, välj Bly-Syra batterier av hög kvalité. Har du inte behovet att ladda kalla batterier, överväg Litium. De är fullständigt oslagbara i livslängd och ekonomi över tid trots att de är betydligt dyrare i inköp.

Som du kan se av ovan krävs det alltså lite jobb för att du ska för fram rätt regulatorstorlek. Nu när du i alla fall på ett ungefär vet hur mycket energi du kommer att göra av och vet storleken på din batteribank kan du också dimensionera storleken på dina solpaneler. Det är ju dem som tillsammans bestämmer vilken modell och storlek på regulator du måste ha för att klara återladdningen. Därför är det nu dags att kika närmare på Dimensioneringsguiden.

Tänk till ordentligt innan du beställer komponenterna till ditt system. Det blir alltid billigast och bäst så. Tycker du det är krångligt i alla fall? Hör av dig så hjälps vi åt!