Nye solceller. Serie eller parallelt i forhold til skygge?

[PiperBill]

Jeg skal oppgradere solcelleanlegget fra 2x80W (da den ene er blitt dårlig) til 2x100W “half cut”. 

 

 https://www.marineshop.no/skanbatt/138120/skanbatt-fleksibelt-solcellepanel-100w-marine--half-cut 

 

De er koblet i serie nå og jeg hadde tenkt å montere de nye også i serie. Jeg har en Victron MPPT regulator og skal også ha inn lp4 batterier etter hvert.

Skanbatt, som leverer panelene, anbefaler å kobler  parallelt dersom det er fare for at de kan få skygge på deler av panelene. De skal ligge flate, fastmontert på dekk og det er jo alltid en viss mulighet for skygge avhengig av hvor båten ligger i forhold til solen og det som kan kaste skygge. 

 

Så nå er jeg litt usikker. Serie eller parallelt kobling? 

[Vittig]

Aller beste løsningen er å ha en mppt-regulator til hvert panel, et godt kompromiss er kanskje en mppt-regulator til hver side av båten? Hvis du har en MPPT-regulator og paneler fordelt over båten så mener jeg også at du bør koble panelene parallelt.

[Grand Banks jr]

Jeg undersøkte mye før jeg monterte 2x50W, og konklusjonen var parallell.

 

Jeg la også panelene slik at skygge fra pullpit ikke blokket en hel celle men fordelte seg over flere celler. Det gav høyere volt.

Redigert 28.Juli.2021 av Grand Banks jr (see edit history)

[PiperBill]

Victron MPPT begynne ikke å lade batteriene før den ser at voltene fra panelene er 5v over batteriene. Dvs at hvis batteriene er på 12.3v (ca. 70%) så må panelene gir minst 17.3v til MPPT før den kan starte ladning. Med seriekobling så er ikke det et problem selv om det er noe overskyet men med paralltilkobling og på en overskyet dag så er det ikke sikkert panelene kommer over 17v. Det er i iallfall det jeg har trodd til nå. 

[Seilerslask]

PiperBill skrev 4 minutter siden:

så er det ikke sikkert panelene kommer over 17v. Det er i iallfall det jeg har trodd til nå. 

Fra spesifikasjonene: Åpen kortslutningsspenning: 23,6V

Nå er det vel neppe noe som heter åpen kortslutningsspenning, men de sikter vel til spenning ved åpen krets / Voltage open circuit / Voc.

 

Med Voc på over 23V så ville jeg ikke bekymret meg så veldig mye for at spenningen ikke blir høy nok.

Redigert 28.Juli.2021 av Seilerslask (see edit history)

[Swingswong]

Serie er best, men du må tenke på en ting. 
om et av panelene får delvis skygge blir ladingen tilnærmet borte. 
Ved parallell vil du fortsatt få lading fra et panel. 

[Cerberus]

Paralell er alltid best så lenge det ikkje ligger på samme hyttetak eller vegg uten noe skygge. Kun da kan serie gi litt bedre resultat. 

[PiperBill]

Swingswong skrev 27 minutter siden:

Serie er best, men du må tenke på en ting. 
om et av panelene får delvis skygge blir ladingen tilnærmet borte. 
Ved parallell vil du fortsatt få lading fra et panel. 

 

De nye paneler er såkalt "half cut" da de har flere men mindre celler. Det kombinert med bypass dioder skal (ifølge produsenten) redusere tap av strøm pga skygge på deler av panelene. 

[Grand Banks jr]

Hvilket merke er det du ser på?

 

Edit: Kom på at du hadde delt link tidligere 

Redigert 28.Juli.2021 av Grand Banks jr (see edit history)

[PiperBill]

Grand Banks jr skrev 1 minutt siden:

Hvilket merke er det du ser på?

 

SKANBATT Fleksibelt Solcellepanel 100W. Se linken i min først post.

[tobixen]

Jeg har ulike paneler og ulike skyggeforhold på panelene (men alle har vel nominativ spenning 20V elns).  Jeg fikk ofte omtrent ingenting ut av panelene da de var koblet i serie.  Jeg fikk vesentlig mye mer lading fra panelene etter at jeg skiftet fra serie til parallell.

 

Parallell har også en potensiell svakhet med at strøm fra et panel i sola kan ta "snarveien" gjennom et panel i skyggen.  For å forhindre dette kan man bruke sperredioder.  Jeg tror imidlertid ikke dette er noe reelt problem så lenge panelene har samme nominative spenning.  Jeg har gjort litt research på det.

Redigert 29.Juli.2021 av tobixen (see edit history)

[Popeye70]

tobixen skrev for 7 timer siden:

Parallell har også en potensiell svakhet med at strøm fra et panel i sola kan ta "snarveien" gjennom et panel i skyggen.  For å forhindre dette kan man bruke sperredioder.  Jeg tror imidlertid ikke dette er noe reelt problem så lenge panelene har samme nominative spenning.  Jeg har gjort litt research på det.

I følge Bruenech(?) hos MaksPower så har de fleste nyere paneler diode som skal hindre at man mater strøm «feil vei». Deres (nyere) paneler skal visstnok i hvert fall ha det.

[fs]

PiperBill skrev On 28.7.2021 at 16.46:

 

SKANBATT Fleksibelt Solcellepanel 100W. Se linken i min først post.

Hei

Monterte du disse panelene, fornøyd?

Jeg vurderer et 100w panel under bommen på seilbåt. Ikke helt ideelt, men det er nå der det er plass på dekket. Er det verdt pengene å kjøpe half cut panel mon tro? Noe merkbar forskjell fra et vanlig panel dersom delvis skygge?

[tobixen]

Forøvrig tror jeg meget bestemt at konklusjonen på spørsmålet stilt i tittelen på denne tråden, basert på innlegg i tråden og egne erfaringer er at seriekobling er best hvis og bare hvis panelene har like spesifikasjoner og like lysforhold og med lav risiko for at vilkårlige skygger faller på ett av panelene, samt ved bruk av én MPPT-regulator.

 

I (omtrent?) alle tilfeller hvor panelene leverer ulik effekt (men lik spenningskarakteristikk), så vil trolig separate MPPT-regulatorer for hvert panel komme best ut, med parallellkobling hakk i hæl, mens seriekobling har potensial til å levere svært lite effekt.

 

En lengre begrunnelse på hvorfor det er slik følger i separat innlegg.

 

[tobixen]

Just now, tobixen said:

En lengre begrunnelse på hvorfor det er slik følger i separat innlegg.

 

 

(Troligvis burde dette vært supplert med litt grader og tegninger).

 

Effekt er som kjent strøm ganger spenning.  Ved seriekobling øker man spenningen i kretsen, mens man ved parallellkobling øker strømmen i kretsen.  Idéelt sett ønsker man å ha høyest mulig spenning, da dette reduserer effekttapet (eventuelt reduserer antall kilogram med kobber man trenger til kabling) i ledningene, men reelt sett ønsker man som regel ikke å overskride 60V på grunn av helsefare og juridiske forhold (med risiko for at jeg husker feil - men jeg tror det er en grense på 60V der, går man høyere må ting være profesjonelt og forskriftsmessig utført).  Fra dette ståstedet er det idéelt å ha tre paneler i serie.

 

Hva man får av strøm og spenning fra et panel avhenger veldig av hva slags last (regulator) man putter på det.  Maksimal strøm får man dersom man kortslutter hele panelet, men da blir spenningen nært 0V og nært null effekt.  Maksimal spenning får man dersom panelet står "åpent", uten noe som helst koblet til panelet - men da blir strømmen også 0A, og altså null effekt.  Med en PWM-regulator og et "sultent" batteri er det batteriet som bestemmer spenningen.  En MPPT-regulator skal i teorien justere spenning og strøm til man får maksimal effekt.  Man får da en spenning som er litt lavere enn maksimal spenning, og en strøm som er litt lavere enn maskimal strøm.  Når jeg skriver hvor mye spenning og strøm panelet "kan levere" nedenfor, så er dette hvor mye strøm og spenning man får i en idealsituasjon dersom panelet hadde vært koblet direkte til en idéell MPPT-regulator som igjen er koblet til et "sultent" batteri.  Definisjonen av "sultent batteri" er at det er i stand til å ta i mot og nyttegjøre seg all effekten levert fra solcellepanelene.

Ved seriekobling så vil strømmen gjennom hele panelbanken nødvendigvis være lik strømmen gjennom hvert enkeltpanel (Kirchhoff).  Dersom hvert panel kan levere eksakt lik mengde ampére, så har man en idealsituasjon.  Problemet oppstår dersom ett panel kan levere mye mindre strøm enn de andre, det vil da begrense strømmen gjennom hele kretsen.  Dersom ett av panelene kan levere 0.5A og de andre kan levere 10A, så vil hele panelbanken levere omtrent 0.5A (det er i allefall min erfaring).  Da vil vel også  er vel også slik at de to panelene i sola leverer energi som blir omgjort til varme i panelet som står i skyggen, dette kan trolig føre til at panelet blir skadet.

 

Så kan det tenkes at panelet har en "bypassdiode" slik at panelet effektivt blir koblet ut dersom det står i skyggen.  Det hjelper mye på, men man får da ikke noe energi fra dette panelet (og det blir vel noe varmgang i bypassdioden også).  Dersom ett av panelene står perfekt sentert mot sola og er i stand til å levere 100W, mens det andre står litt mindre perfekt og er i stand til å levere 50W, så blir altså totaleffekten (under) 100W mens man idéelt sett skulle hatt 150W.

 

Tilsvarende greie har man med parallellkobling dersom ett panel leverer f.eks. 10V mens to andre paneler leverer 20V.  Da vil utspenningen fra hele panelbanken bli på 10V.  Det vil da gå strøm fra to de andre panelene til 10V-panelet, energi fra 20V-panelene går effektivt med på å varme opp 10V-panelet.  Dagens paneler leveres imidlertid som hovedregel med en sperrediode, slik at man slipper unna dette.  Da vil panelet som leverer 10V effektiv kobles ut.  Gitt at panelene leverer lik mengde strøm, så vil man da igjen ha en hyptoetisk situasjon hvor man får 100W fra en panelbank som kunne levert 150W.

 

Nå er det slik at de fleste paneler for salg til fritidsbåtmarkedet har lik spenningskarakteristikk, uansett størrelse på panelet.  Så lenge det er dagslys ute, så vil spenningen på solcellepanelet variere lite - panelene kan levere ca 17V-19V avhengig av om det står i skyggen eller i sola.  Solinnstrålingen (og størrelse på panelet) avgjør hvor mye strøm som går gjennom panelet.  Strømmen man får fra et panel som står perfekt sentrert mot sola kan være mange ganger (kanskje 20?) mer enn strømmen fra et panel som står skyggefullt til.  I serie vil altså effekten fra panelbanken reduseres vesentlig dersom ett panel står i skyggen.  Samme dersom ett av panelene er av mindre størrelse enn de andre.

 

Jeg har eksperimentert litt med dette, og funnet at "åpen spenning" på et av mine paneler som er satt skyggefult til er høyere enn spenningen et panel i sola kan levere.  Panelet i sola effektivt bestemmer spenningen fra panelbanken.  Panelet i skyggen leverer også noe.  Antageligvis ikke noe signifikant - men likefullt noe.  Antageligvis ville panelet i skyggen levert noe mer ved litt lavere spenning, men neppe særlig signifikant.