Nem vagyok szakember! Azaz nem „ÍGY KELL”, hanem én így csináltam!

Első Naperőművem 2022.01.28-án, református Károly napján 15:24-kor, ideális hódarás időben indult el. Made in Én. Tesztüzem. Még úton van csájnából némi okosítás, és van néhány Mekkmesteres megoldás is - de stabil és müxik. Nem volt drága, de a bekerülési ráfordítás megtérülése így is valamikor 2050--2099 között várható... Talán.

Egy korrekt 1 paneles kicsi rendszer biztosítékokkal. (A kínai inverter „lódítását” nem kell komolyan venni, ez egy 500 wattos, viszonylag olcsónak számító inverter.)

Egyszerű szigetüzem elve

A beruházás kellékei (v0.1.0. és v0.1.1.) 12 Voltos rendszerhez:

1. szolár panel (100 W, polykristályos, MW Power/SolarMax márka, 29e HUF)

2. PWM töltésszabályozó (30 A, noname, 3,5e HUF)

3. CL L-profil horganyzott acél lemez (6 db, Praktiker, 5eHUF) a panel rögzítéséhez

4. napelem MC4 csatlakozó (apa, anya, 1e HUF)

5. 2x10 m 2,5-ös villanyvezeték (4e HUF)

6. akkusarú pár (1,5 e HUF), kapcsoló (300 Ft), biztosítéktartó, biztosíték, csavarok

7. akkumulátor (kezdetként egy korábban leselejtezett 72 Ah indító akkuval indultam, de az ideális 100-150 Ah munka akku lenne – 26e HUF árért kaptam is egy 100 Ah-ás munka akkut)

8. 12 V / 230 V inverter (nekem autóhoz korábbról volt egy 150 Wattos, elvileg jóval nagyobb kellene)

9. 12 Voltos cuccok: szivargyújtó aljzat, USB töltő aljzat, 108-200 W vízforraló stb.

10. Opcionális: mérőműszerek (Volt/Amper/Ah/Wh/5-7e HUF-tól a csillagos égig)

Teljes bekerülési összeg mintegy 70e HUF (2022 január). Bővíthetőség: panelek számának növelése, akkuk növelése, 24-48 Voltos rendszerre átállás, a töltésvezérlő cseréje a kiépítendő kapacitás függvényében, hibrid üzem kérdésének körbejárása, esetleg osztott üzem kialakítása.

Elsőként a legegyszerűbben beállítottam a rendszert. Majd beszereztem egy 100 Ah-s munka akkut (26e HUF) a kukácska indító akku helyett. Ez volt a v0.1.1. változat. Az akksiról elvezetett + vezeték kapott egy 16 amperes biztosítékot. Majd beépítettem egy kapcsolót is a solar panel + vezetékre, ez a v0.1.2. Idővel megérkezett a kínai beszerzés: akku töltöttség kijelző, és Keweisi KWS DC200-50A DC Multifunction Tester. Ezek használatával alakult ki a jelenlegi v0.1.3 verzió.

Mire jó? Hát nem sokra. Kicsit játék, kicsit tesztelgetés. Leginkább feleségem tűrőképességére vonatkozóan, miután a nappali-étkező-konyha szentháromsága mindenféle tyúkbeleket meg fém-műanyag vackokat kapott díszítés gyanánt. Maga a rendszer mindent vihet, ami USB töltésű (mobil, hangszórók, akciókamera, powerbank, kisebb akkupakkok, tölthető lámpák stb.). Kávéhoz is lehet vizet melegíteni – de azt nem szereti. Laptop, monitor, WiFi bőven belefér. A 32 colos TV adapterekkel, Chromecasttal 2-3 óra üzemidőt bír akksiról, nappal napsütésben korlátlanul. Levittem a balatoni birtokra is próbaként – még az autó indítóakkuval -, ott is simán viszi a TV-t és a villanypásztort. A 10 köbméteres kerti tavunk szűrőjének szivattyúját is gond nélkül működteti. Összességében a minimalista v0.1 Első Naperőművem (elvi 100W) tesztüzemben, 1 panel/1 akku/12 V felállással, déli tájolással, napi 2 óra normális téli megvilágítással annyi áramot termel, hogy egyelőre nem tudom elhasználni. Ezzel már van egy vészhelyzeti megoldásom is egy esetleges "Black out" áramszünet esetére – persze a nem csekély korlátaival együtt. Maga a rendszer pillanatok alatt egyszerűen és viszonylag olcsón bővíthető szükség esetén. Ugyanakkor egy ennyire kicsi rendszer használhatósága rendkívül korlátozott. Nagyon könnyű lemeríteni az akkut, és ekkor ha nincs napos idő, napokba kerül mire teljesen összeszedi magát.

A kezdeti tapasztalatok és a Keweisi teszter adatai alapján a 100 W panel teljes napfénynél 65-70 wattot ad le, ami napi 270 körüli Wh-t jelent (mutat) a jelenlegi beállításokkal. Kicsit felhős időben ez 45-50W és 160 Wh, teljes felhőzetnél 6-8 W és 40-50 Wh, esős időben 0-1 W és 5-10 Wh. Nem túl rózsás, van mit elemeznem és javítanom rajta a panel áthelyezésével és beállításával, esetleg a vezetékezés újra gondolásával.

A telepítés során felmerült kérdések, problémák:

1. Milyen és mekkora panelt/akkut telepítsek? Milyen töltésvezérlőt válasszak? Mi legyen az interverterrel? Akciós polykristályos, 100 wattos panel mellett döntöttem. Elvileg jobban bírja a szórt fényt, legősibb technika, legolcsóbb, viszont hatékonysága a legkisebb. Utóbbival túl sokat nem kell foglalkozni, többet kell telepíteni és kész. Akku: ami kéznél van és/vagy költséghatékonyan beszerezhető. Litium-vas akku nem fér bele a költségkeretembe. Elvileg „alacsony önkisülésű” (deep-cycle battery) akku kéne, de itthon még a kifejezést se nagyon használják. Szolár akku / munka akku / hajó akku / teherautó akku / szgk indító akku a megfelelőségi sorrend. Töltésvezérlő: nem volt kérdés, hogy olcsó PWM vezérlőt veszek. Komolyabb rendszerhez – ha erre sor kerülne - valami nem noname MPPT vezérlő lesz megcélozva távlatokban. Inverternél is lesz (van) kis teljesítményű, passzív hűtésű (zajtalan), olcsó inverter kis fogyasztókhoz (villanypásztor, kerti tó levegőztető, laptop, TV). Kell majd nagyobb teljesítményű, lehetőleg 12/24 V / 230V duo inverter. Azt majd meglátjuk a napi gyakorlatban, hogy elég- e a módosított szinuszos, vagy szükséges valami miatt a jóval drágább teljes szinuszos inverter.

2. Hová tegyem? Ezen sokat agyaltam. Végül a panel egyelőre a soha semmire nem használt déli erkélyünk sarkába került, részben az erkélykorlátra támaszkodva. A korlát és a házfal közé statikai okokból két kiegészítő fa támasztékot tettem be. Alatta van a félig mobil télikert/üvegház, amit az étkezőnk ablaka határol az épület oldaláról. Az akksi az étkezőbe került, nagyjából fölötte rögzítettem a falra a PWM töltés szabályozót. Így lehetett a vezetékezést minimumra szorítani. Meleg időben az akksit majd kültérre szánom, aminek a megfelelő vezetékezését még ki kell találnom.

3. A szolár panel helye: nem jó, majd változtatni kell rajta. A megnőtt fáink miatt csak 2-3 órán át kap teljes napfényt. Ráadásul itt nem bővíthető, ahhoz kevés a hely. Távlatokban a teljesen napfényes DK-i tájolású, 35 fok körüli lejtésű tetőre kell helyezni. Ez ráadásul lényegében optimálisnak tekinthető. A jelenlegi helyén amúgy teljesen déli a tájolása, a dőlésszög pedig változtatható az évszaknak megfelelően (nyáron kisebb, télen nagyobb dőlésszög az ideális) – amennyiben ezzel vacakolni akarna az ember.

4. A panel rögzítése: legjobb a gyári alu/rozsdamentes rögzítő rendszer használata, ami azonban nem olcsó. Felmerült bennem fa tartószerkezet kialakítása, de végül horganyzott L-profil mellett döntöttem. A szélvihar próba megvolt, teljesen stabil. Cserébe nem szép, ellenben csúnya...

5. Vezetékezés: milyen vastag, milyen színű, milyen csatlakozások? Az egyenáram vezetékezés szempontjából eléggé macerás. Egyrészt a váltóárammal szemben magas a veszteség hosszabb vezetéken. Másrészt minél kisebb a Volt, annál több Amperre van szükség. Azaz vastag vezetékek kellenek. Tömör réz lenne a jó, de az nehezebben kezelhető a merevsége miatt. Marad a sodrott, abból is a vastagabbak. A kifejezetten szolár rendszerekhez való vastag, duplán szigetelt, normálhoz képest dupla árú, tutira UV álló, piros és fekete vezetékektől egyelőre eltekintettem. (Lényegesen komolyabb rendszer esetén ezen nem spórolnék.) Színből ugye negatívra fekete, pozitívra piros kellene. Fekete van, piros nincs. A kapható zöld-sárga és kék elvileg „védett” a szememben (váltóáramnál földelés, ill. nulla, a fekete meg a fázis). De valamelyik mellett dönteni kell, a végeire meg piros zsugorcső tehető a biztonság kedvéért. Részemről a konnektoroknál használt 2,5-ös sodrott vezeték mellett döntöttem. Egyelőre zöld-sárga a pozitív, de ezt távlatokban valószínűleg kékre váltom. Az talán jobban néz ki és kevésbé csicsás. Csatlakozások: a panelnél muszáj a spéci MC-t használni, utána mehetnek a sorkapcsok. Szükséges továbbá 12 V szivargyújtó dugalj és csatlakozó, esetleg elosztó is. A szivargyújtós csatlakozás ezzel együtt nem tetszik, ahol lehet ki fogom cserélni fix kötéses kapcsolósra.

6. Akksi: mekkorát, milyent, hányat? Indulni lehet nem teljesen döglött autó indítóakkuval is – mint én. De előbb – utóbb szükségessé válik valami komolyabb beszerzése. LiFePO lenne az ideális, de megfizethetetlen. Marad az ólomakku. Abból is ha lehet, munka akku. A könnyebb kezelhetőség miatt részemről a 20-25 kilós súlyt preferálom, ami többnyire a 100–120 Ah kapacitás környékére jellemző. A kereskedelemben kapható komplett szolár rendszereket többnyire erősen alulméretezik az akksi(k) oldaláról. Részemről arra jutottam, hogy ahány watt panelem van, minimum annyi Ah akksi kapacitás szükséges. De hozzáértők szerint jobb a 1,5-ös szorzó... Részemről a 100 W panelhez egyelőre egy 100 Ah akkut szereztem be. Kevésnek tűnik...

7. Töltésszabályozó: a legegyszerűbb, olcsó PWM mellett döntöttem. Kijelzésük többnyire pontatlan, rá kell mérni a tisztánlátás miatt. Szükség eseten majd cserélem.

8. Inverter: volt egy régi, szinte soha nem használt, szivargyújtós, 150 W teljesítményű. TV-t vagy kerti tó szivattyút könnyedén viszi, passzív hűtése miatt zajtalan. Alkalomadtán majd beszerzek nagyobbat, várhatóan 12/24 V duo rendszerűt, lehetőség szerint legalább 500-1000 W terhelhetőségűt.

9. Biztosítékok: nem szabad kihagyni. Egyelőre csak az akksi + elvezetésre tettem egyet (16 A), miután a szivargyújtó csatlakozómon nincs. Lesz majd külön biztosítékdoboz, illetve biztosítékos áramtalanító kapcsoló.

10. Egyéb biztonsági és kényelmi kérdések. A töltésszabályozóra előbb az akksit kell rákötni, csak ezután jöhet a panel bekötése. A lekapcsolást pedig fordítva kell megejteni. Miután még piszkálgatom a rendszert, a panel + vezetékére egy kétállású kapcsolót tettem. Beépítettem egy töltésjelző műszert, ugyanilyen lesz majd a fogyasztói oldalon is. Az akksi pedig külön, önálló jellegű kérdéskör. Most nem is megyek bele részletesen. Optimális helye lakótértől szeparáltan, 15-20 fokos hőmérsékleten lenne. Ezt éves szinten nem tudom megoldani. Néhány akku esetén nem tartok a lakótérbe helyezéstől, de a téli időszakon kívül azért kültérbe fog kerülni az egész. Az akkusarukra kapcsolásokat viszont mániákusan szigetelem, amihez textilalapú szigetelőszalagot használok (beszerzése pl. Homasita).

A projekt érdekes hozadéka az áramfogyasztási szokásaim újra gondolása. Korábban soha nem foglalkoztam az elektromos berendezéseim teljesítményével és fogyasztásával – csak ha lecsapta a villanyórát. Most meg azon agyalok, hogy mit és hogyan tudnék szolárra kötni, ez milyen kompromisszumokat követelne. Nyilván nem fogom lecserélni a masináimat, és teljes párhuzamos/alternatív vezetékezést se fogok csinálni. A ritkábban használt „nagyfogyasztókkal” (elektromos fűrész, fűnyíró, hősugárzó, olajradiátor, vasaló stb.) eleve nem foglalkozok, azoknak jó a hálózati 230 V. De minden más esetben szemponttá vált a szolárra kapcsolás potenciális lehetősége. Ez persze egy néhány száz wattos rendszernél több, mint korlátozott. De ha egyszer elindítottad, az bármikor bővíthető. Részemről most ott tartok, hogy „itthon” egy párszáz wattos rendszer lesz. A balatoni birtokra pedig akár kicsit nagyobb is kerülhet, akár 24-48 V, valamint osztott és részben mobil rendszer kialakítása is szóba jöhet. Majd meglátjuk.

Érd, 2022.03.31.

Előző részek:

Solar Project 1#: alapvetés, kezdetek és a projekt indítása