Lataussäätimet mökin aurinkosähköjärjestelmään

Mökin lataussäätimen koko

Yksinkertaisella matemaattisella laskutoimituksella voidaan laskea, miten suuri lataussäädin tarvitaan. Kaava on:

I tarkoittaa virtaa (A), P tehoa (W) ja V jännitettä (V)

Näin ollen, jos 12 voltin järjestelmässä on vaikkapa 2 kpl 100 watin aurinkopaneeleita, yhteisteho on 200 W. Silloin laskukaava on I = 200 W jaettuna 12 V eli noin 16,7 A. Tällöin järjestelmä vaatii vähintään 20 A lataussäätimen. Jos käytetään vain yhtä 100 watin paneelia, lasku on I = 100 W jaettuna 12 V = noin 8,3 A. Tällöin tarvitaan vähintään 10 A lataussäädin. Vastaavasti, jos järjestelmässä on vaikkapa 3 x 160 watin aurinkopaneelia, tarvitaan vähintään 40 A lataussäädin (I = 480 W jaettuna 12 V = 40 A).
 

Mökin lataussäädin PWM vai MPPT?
 

Yleisesti käytössä on kahdenlaisia lataussäädintyyppejä, niin sanottuja PWM-säätimiä ja MPPT-säätimiä. PWM-säätimet (PWM, pulse-width modulation eli pulssinleveysmodulaatio) toimivat aurinkosähköjärjestelmissä niin, että alle 80 % varaustasolla olevaa akkua ladataan kansanomaisesti ilmaisten “täysillä” niin pitkään, kunnes akku saavuttaa ns. absorptiotason, joka on yleensä noin 80–90 % akun täydestä varaustasosta. Sen jälkeen säädin siirtyy ylläpitotilaan, jossa pyritään pitämään akun varaustaso mahdollisimman lähellä 100 prosenttia.

PWM-säädin alentaa selkeästi aurinkopaneeleilta tulevaa jännitettä vastaamaan akun jännitetasoa, mikä tarkoittaa, että paneelien ihanteellinen tehokkuus laskee eikä niiden tuottamaa sähköä saada parhaalla mahdollisella tavalla käyttöön. Tällä on merkitystä silloin, kun aurinko paistaa eri voimakkuudella riippuen siitä, miten pilvistä on, ja missä kulmassa aurinko paistaa paneeleihin minäkin vuorokauden aikana. PWM-säätimet ovat edullisempia ja toimivia ratkaisuja pieniin aurinkosähköjärjestelmiin (1–2 paneelia) ja aivan kelvollisia käyttää nekin. PWM-säätimilläkään akkua ei voi yliladata eikä akku “vuoda” virtaa paneeleihin päin.

MPPT-säätimissä (Maximum power-point tracking eli suurimman tehopisteen seuranta) sitä vastoin pystytään ohjaamaan aurinkopaneeleita tuottamaan paras mahdollinen teho riippumatta olosuhteista. Mikään aurinkosähköjärjestelmä ei tuota kaiken aikaa sähköä yhtä paljon, vaan määrä vaihtelee. MPPT-säädin seuraa aurinkopaneelien jännitettä ja pyrkii etsimään ja pitämään asetukset sellaisina, että jännitettä ja virtaa säätelemällä paneeleista saadaan aina irti paras mahdollinen teho kellonajasta ja sääolosuhteista riippumatta. Tietenkään yöllä MPPT-säätimelläkään varustettu järjestelmä ei tuota sähköä sen paremmin kuin PWM-säätimellä varustettu järjestelmä, mutta MPPT-säätimet ovat keskimäärin tehokkaampia vaikkapa pilvisissä olosuhteissa, ja silloin, kun aurinko paistaa alhaalta tai on jo ohittanut optimaalisen sijainnin aurinkopaneeleihin nähden. MPPT-säätimillä voidaan päästä jopa noin 30 % PWM-säätimiä parempaan energiatehokkuuteen, mutta aurinkosähköjärjestelmän kokonaistehokkuus riippuu myös muista järjestelmän osista sekä mm. aurinkopaneelien asennuspaikasta, käytettyjen kaapelien paksuudesta, paneelien etäisyydestä lataussäätimeen nähden jne.

Lataussäätimiin voidaan akkujen lisäksi liittää myös monenlaisia lisävarusteita ja mm. lämpötila-antureita, ulkopuolisia ohjainlaitteita (esim. tietokone) langattomasti tai langallisesti sekä myös 12 tai 24 voltin jännitettä käyttävän valaistuksen riippuen siitä, kumpi jännitejärjestelmä on valittu. Lataussäätimessä valaistusta varten tarkoitettu suora kuormaliitäntä on merkitty sanalla LOAD. Lataussäätimeen liitetyllä tietokoneella olevalla hallintaohjelmistolla tai langattoman yhteyden päässä olevalla mobiilisovelluksella säätimen asetuksia voidaan muuttaa ja optimoida. Lämpötila-anturin avulla voidaan seurata akun käyttölämpötilaa. Lataussäätimissä mahdollisesti olevat USB-liitännät antavat lisäksi mahdollisuuden ladata pienlaitteita 5 voltin tasajännitteellä.
 

Muista lataussäätimistä myös nämä
 

Sen lisäksi, että lataussäätimet ohjaavat latausjännitettä ja suojaavat akkua ylilatautumiselta sekä paneeleita virran takaisinsyötöltä, niissä on myös suojatoiminto, joka katkaisee virransyötön akulta virtaa kuluttavalle laitteelle, mikäli akun varaustaso laskee liikaa eikä aurinkopaneeli tuota riittävästi virtaa akun lataamiseen. Kunnes virrantuotto taas jatkuu ja akun varaustaso on riittävä, laite kytketään takaisin aurinkosähköjärjestelmään.

Lataussäätimissä on esiasetettuna eri säätöarvoja, jotka vaikuttavat mm. siihen, missä pisteessä akun lataaminen lopetetaan, kun tietty kohdejännite on saavutettu; missä vaiheessa latausta taas jatketaan, milloin virransyöttö järjestelmää kuormittaville laitteille katkaistaan ja milloin virransyöttöä taas jatketaan. Näitä arvoja voidaan muuttaa tarvittaessa ohjelmallisesti, mutta arvojen muuttaminen ja järjestelmän hienosäätö tulisi jättää asiantuntevan asentajan tehtäväksi, ellei oma asiantuntemus riitä. Väärillä säädöillä nimittäin voi saada vahinkoa aikaan, ja vähintään sen, että lataussäädin saattaa katkaista järjestelmään liitettyjen sähkölaitteiden sähkönsyötön silloinkin, kun se ei ole tarpeen.

Tutustu mökin aurinkosähköjärjestelmään suunnitellessasi lataussäädinten käyttöohjeisiin, koska niissä on tärkeää tietoa varsinkin silloin, kun haluat itse koota tarkoituksiisi sopivan aurinkosähköjärjestelmän. Lataussäädinten teknisistä tiedoista ja käyttöohjeista selviää mm. minkälaisia akkutyyppejä lataussäädin tukee ja minkälaisia johtoja järjestelmän asennuksessa on käytettävä. Nimittäin mitä tahansa sähköjohtoa ei saa aurinkosähköjärjestelmän asennuksessa käyttää, vaan on noudatettava laitteen ohjeissa ilmoitettuja ohjearvoja. Johdotusten ja kytkentöjen on myös oltava voimassa olevien sähköasennuksia koskevien määräysten ja vaatimusten mukaisia. Aurinkopaneelikaupan myymien lataussäädinten käyttöohjeet löydät säädinkohtaisten kuvausten ja teknisten tietojen yhteydestä.

Tietenkin voit turvautua jo valmiiksi suunniteltuihin ja mitoitettuihin järjestelmiin ja hankkia aurinkosähköjärjestelmän pakettiratkaisuna, jossa kaikki komponentit on valittu käyttötarkoituksen mukaisesti ja niiden yhteensopivuus toistensa kanssa on varmistettu. Voit tilata meiltä myös asennuspalvelun, jolloin saat aurinkosähköä mökille valmiiksi asennettuna!