Så dimensionerar du solcellerna på husbilen
Rätt solcellseffekt börjar inte i butiken utan i ett kalkylblad: din dygnsförbrukning, ortens soltimmar och en realistisk derate-faktor ger tillsammans hur många watt panel du faktiskt behöver.
Många köper solpaneler till husbilen efter magkänsla och blir antingen besvikna över för lite ström eller betalar för panel de aldrig utnyttjar. Den rätta vägen går baklänges: börja med hur mycket energi du gör av med på ett dygn, lägg till hur många soltimmar din ort ger och räkna sedan upp för alla förluster på vägen från panel till batteri. Den här guiden går igenom hela kedjan, varför just de svenska vintersoltimmarna nästan alltid blir dimensionerande, hur du väljer mellan att koppla panelerna i serie eller parallellt, och varför skillnaden mellan en MPPT- och en PWM-regulator är större än många tror. Alla tal är uppskattningar som du bör kontrollera mot din faktiska utrustning.
Börja med dygnsförbrukningen
Det första du behöver är en realistisk bild av hur mycket energi som lämnar batteriet varje dygn. Lista varje förbrukare, dess effekt i watt och hur många timmar den är igång, och multiplicera ihop. Summan blir din dygnsförbrukning i wattimmar:
dygnsforbrukning = summa (effekt x timmar)
Kylskåpet på likström, vattenpumpen, belysningen, laddning av telefoner och datorer samt eventuell dieselvärmares fläkt är de stora posterna. En realistisk husbilsbudget landar ofta någonstans mellan 600 och 1500 wattimmar per dygn beroende på hur du lever. Ta fram din egen siffra i vår förbrukningsbudget innan du gör något annat, eftersom hela dimensioneringen vilar på den.
Soltimmar: vintern bestämmer
Solpanelens märkeffekt i watt gäller bara vid full sol rakt på panelen. För att översätta watt till levererad energi per dygn använder man begreppet soltimmar, alltså antalet timmar med likvärdig full instrålning. I södra Sverige ligger sommaren ofta på fem till sex soltimmar per dygn, medan november till januari kan ge under en soltimme, ibland bara en bråkdel av en. Det är denna enorma årstidsskillnad som avgör hur du ska tänka.
Vill du klara dig på solel året runt måste du dimensionera efter vintern, då blir panelytan mycket stor. Använder du husbilen mest från vår till höst räcker det att dimensionera efter den period du faktiskt kör. Var ärlig med hur du tänker använda bilen, för skillnaden mellan en sommardimensionering och en vinterdimensionering kan vara en faktor fem i panelyta.
Derate: räkna med förluster
Mellan panelens märkeffekt och energin som faktiskt hamnar i batteriet finns en rad förluster. Panelen blir varm och tappar effekt, regulatorn har en verkningsgrad, kablarna har ett spänningsfall, smuts och en icke optimal vinkel mot solen stjäl ytterligare. Allt detta samlar man i en derate-faktor, ett tal mellan ungefär 0,6 och 0,8 som man multiplicerar med. Den slutliga panelstorleken blir då:
Wp = dygnsforbrukning / (soltimmar x derate)
Ett räkneexempel: med en dygnsförbrukning på 1000 wattimmar, fyra soltimmar och en derate på 0,7 behöver du 1000 delat med 4 gånger 0,7, alltså ungefär 357 watt panel. Med bara en vintersoltimme och samma derate skjuter behovet upp till runt 1430 watt. Vår kalkylator för solpanelsbehov gör hela den här räkningen och låter dig prova både sommar- och vinterscenario.
Serie eller parallell
När du har bestämt hur mycket panel du behöver och det blir mer än en panel måste du välja hur de kopplas ihop. I serie adderas panelernas spänning medan strömmen är gemensam. I parallell adderas strömmen medan spänningen är gemensam. Valet påverkar både kabelarea och vilken regulator du behöver.
- Serie: hög spänning, låg ström. Det ger litet spänningsfall i kabeln och passar utmärkt med en MPPT-regulator. Nackdelen är att skugga på en panel drar ner hela strängen.
- Parallell: lägre spänning, högre ström. Mer tålig mot delvis skugga eftersom panelerna är oberoende, men kräver grövre kabel och varje panel mår bäst av en egen säkring.
MPPT mot PWM
Regulatorn sitter mellan panel och batteri och styr laddningen. En enkel PWM-regulator kopplar i praktiken panelen nästan direkt till batteriet och tvingar därmed panelen att arbeta vid batterispänningen, vilket ofta ligger under panelens effektoptimala punkt. En MPPT-regulator söker i stället hela tiden upp panelens optimala arbetspunkt och omvandlar den överskjutande spänningen till mer ström.
I praktiken ger en MPPT-regulator ofta 15 till 30 procent mer skördad energi, särskilt i kyla då panelspänningen är hög, och vid seriekoppling där panelspänningen ligger långt över batteriets. En PWM-regulator kan duga för en liten enkel anläggning med en panel som har samma nominella spänning som batteriet, men för en seriekopplad anläggning eller när du verkligen vill ha ut det mesta av panelytan är MPPT nästan alltid värt det. Jämför de två i vår kalkylator för MPPT mot PWM så ser du vad skillnaden blir för just din anläggning.
Panelvinkel och placering
De flesta husbilspaneler ligger plant på taket, vilket är praktiskt men inte optimalt. En panel som ligger plant tar emot mindre instrålning än en som lutas mot solen, och skillnaden är störst på vintern då solen står lågt. Plana paneler är därför en del av varför derate-faktorn vintertid bör hållas i underkant. Har du möjlighet att lyfta en panel på en ställning vintertid kan skörden öka påtagligt, men för de flesta är det enkelheten med plant montage som vinner.
Tänk också på skugga. En enda skuggad cell kan dra ner en hel seriesträng kraftigt, så placera panelerna med marginal till takluckor, antenner och luftkonditionering. Vid risk för delvis skugga är parallellkoppling eller paneler med egna regulatorer mer förlåtande.
Samspel med batteri och förbrukning
Solpanelen fyller på, men det är batteribanken som ger dig ström på natten och under molniga dagar. En väldimensionerad anläggning balanserar panel mot batteri: för lite batteri och du tappar överskottsenergi när banken är full mitt på dagen, för lite panel och du laddar aldrig upp banken fullt. En vanlig riktlinje är att panelen ska kunna ladda batteribanken på en bra soldag, vilket gör att panel och batteri växer i takt. När du har din panelstorlek bör du därför gå vidare och kontrollera att batteribanken räcker, vilket du gör utifrån samma dygnsförbrukning i nästa steg.
Sammanfattning
Dimensioneringen går baklänges från dygnsförbrukning till panelstorlek. Watt-behovet är förbrukningen delat med soltimmar gånger derate, och eftersom de svenska vintersoltimmarna är så få blir vintern dimensionerande om du vill ha ström året runt. Seriekoppling ger hög spänning och litet spänningsfall medan parallellkoppling tål skugga bättre, och en MPPT-regulator hämtar märkbart mer energi än en enkel PWM. Räkna fram din egen dygnsförbrukning, lägg in realistiska soltimmar och en ärlig derate, så landar du på en panelstorlek som faktiskt motsvarar ditt behov. Behandla resultatet som en uppskattning och kontrollera det mot din utrustnings verkliga data.