• Ilmaisenergia.info -foorumi yhdistetään Konekansa.net -foorumin osaksi vuoden 2025 aikana. LUE TÄMÄ pitääksesi käyttäjätunnuksesi voimassa, kiitos!

Aurinkosähköä suoraan vastuksille - yhden ratkaisun suunnittelu ja dokumentointi

ManWithAMullet

New member
Hop. Uutena foorumilaisena aloitan heti hyvinkin tällaisen tunteita herättävän ketjun.

Aiheesta löytyy toki jo monta ketjua, mutta ketjut tuppaavat lähtemään hyvin nopeasti rönsyilemään. Ajattelin että omalle ratkaisulleni (suunnitelma tasolla vielä) voin avata vielä yhden ketjun jossa suunnittelen ja kerron toteutuksen askel kerrallaan esimerkkien kanssa (ja tietysti foorumin ohjauksessa)

Taustatiedot: Öljylämmitteinen talo, ei varaajia, lämmittävänä elementtinä vanhat vesikiertoiset patterit. Talo huonosti eristetty ja öljyähän menee tällä tavalla riittävästi.
Jokainen säästetty öljylitra on siis kotiinpäin. Järjestelmä on toki myös käyttöikänsä loppupäässä, joten nyt on fiksua kaikkien muutosten aikana myös modernisoida.

Tulevaisuudesta: Tarkoitus on luoda täysin omavarainen talo noin 20v aikajänteellä. Kiire asioilla ei siis ole ja kaikkea rakennetaan todella kepeällä budjetilla. En siis ole lainkaan kiinnostunut vielä aurinkopaneelin takaisinmaksuajasta ja kannattaako koko homma välttämättä. Tämä voi lopullisena maksaa niin paljon, että lämmittämällä suoralla sähköllä koko loppuikäni pääsisin halvemmalla (varmasti pääsisinkin). Koko homman lopullinen tarkoitus on siis näyttää pitkää nenää isoveljelle ja elää omavaraisuutta hipoen. Vuosiin en ole sähköjuttuja laskeskellut vaikka pohjatiedot on kyllä kunnossa. Paneelitekniikka tosin on minulle aika outoa ja uutta, joten tyhmiin kysymyksiin voi varautua. Järjestelmää optimoidaan ensisijaisesti hinnan perusteella.

Öljykattilastani (Jäspi eco-17 tms) että siellä on valmiina odottamassa sähkövastus kytkentää. Kolme vastusta ja mittaamatta mitään päättelin tämän olevan standardina myytävä 6Kw vastuspaketti.

Tuosta siis nopeasti laskettuna resistanssit eri kytkennöillä ovat:
1 vastus = 27 Ohm
2 rinnan = 13,5 Ohm
3 rinnan = 9 Ohm

Näillähän pääsee mukavasti alkuun koska voin kytkeä tuon vastuspaketin ihan haluamallani tavalla. Nopealla logiikalla ajattelisin että kaikkien kolmen rinnankytkentä on pienimuotoisessa lämmitysenergian tuotossa paras ratkaisu.

Seuraavaksi pitäisi hankkia sitten paneelit joilla näitä vastuksia ruvetaan lämmittelemään.
Nopeasti löysin aurinkopaneelikaupasta 100W aurinkopaneelin jonka kuormitettu jännite on speksien mukaan 19,1V
Mikäli olen ymmärtänyt oikein, kuormitettu jännite olisi se jolla laskenta kannattaa tässä tapauksessa tehdä.

Ensimmäisen vaiheen tarkoitus olisi siis pistää yksi tällainen paneeli kiinni vastukseen (ja väliin vain pääkatkaisija ja ehkä joku mittari).
Tällöin saan laskennallisia tehoja kolmen vastuksen rinnankytkennälle irti siis:
Virta: 2,1A
Jännite 19,1V
Teho: 40,5W
(menikö laskut oikein?)

Eihän tällä vielä vettä keitä, eikä ole tarkoituskaan. Tämähän ei vielä riitä varmasti edes veden lämpöisenä pitämiseen, mutta ei tarvitsekaan.

Seuraavaksi voisi lisätä tähän pakettiin yhden paneelin lisää
Mikäli sähköoppini on oikein, saisin tällöin kahden paneelin sarjaan kytkennällä aikaan
Jännite: 38,2V
Virta: 4,2A
Teho: 162,1W

Ja samalla periaatteella tuota voi sitten skaalata eteenpäin kunnes tullaan jonnekin 100V tietämille ja kytkentöihin tarvitaan paperit omaava sähkömies.
Toki parempaan tuottoon pääsee isommilla paneeleilla ja toki lasken myös suuremman paneelin vaikutukset jos laskut ovat oikein.

Myöhemmin käytän nämä paneelit todennäköisesti johonkin ihan muuhun käyttöön, mutta tämä olisi mielestäni hyvä ensiaskel harrastukseen ja erityisesti nykyisen järjestelmän ensimmäiseksi laajennus osaksi.

Tästä pohdinnasta olisi kiva saada tietää, onko laskuissa virheitä. Mikäli laskut ovat oikein, teen seuraavaksi kytkentäkaaviot ja muut tarvittavat jatkot tähän liittyen.
 

Savonius

Well-known member
Unohda se satavattinen. Osta pari 60 moduulista monikidepaneelia ja kytke ne sarjassa siihen yhdeksän ohmin nippuun. Normipaisteella siitä runsaat 400W . Paneelit vaan riittävän pystyyn. Vähintään 70 asteeseen niin vesi lämpenee varhaiskeväästä myöhäissyksyyn. Niin ja jos laitat talveksi pystyyn niin talvikuukausinakin kertyy muutama kilovattitunti.
 

rotzi

Well-known member
ManWithAMullet sanoi:
Taustatiedot: Öljylämmitteinen talo, ei varaajia, lämmittävänä elementtinä vanhat vesikiertoiset patterit. Talo huonosti eristetty ja öljyähän menee tällä tavalla riittävästi.
Jokainen säästetty öljylitra on siis kotiinpäin. Järjestelmä on toki myös käyttöikänsä loppupäässä, joten nyt on fiksua kaikkien muutosten aikana myös modernisoida.

Tulevaisuudesta: Tarkoitus on luoda täysin omavarainen talo noin 20v aikajänteellä. Kiire asioilla ei siis ole ja kaikkea rakennetaan todella kepeällä budjetilla. En siis ole lainkaan kiinnostunut vielä aurinkopaneelin takaisinmaksuajasta ja kannattaako koko homma välttämättä. Tämä voi lopullisena maksaa niin paljon, että lämmittämällä suoralla sähköllä koko loppuikäni pääsisin halvemmalla (varmasti pääsisinkin). Koko homman lopullinen tarkoitus on siis näyttää pitkää nenää isoveljelle ja elää omavaraisuutta hipoen. Vuosiin en ole sähköjuttuja laskeskellut vaikka pohjatiedot on kyllä kunnossa. Paneelitekniikka tosin on minulle aika outoa ja uutta, joten tyhmiin kysymyksiin voi varautua. Järjestelmää optimoidaan ensisijaisesti hinnan perusteella.

Öljykattilastani (Jäspi eco-17 tms) että siellä on valmiina odottamassa sähkövastus kytkentää. Kolme vastusta ja mittaamatta mitään päättelin tämän olevan standardina myytävä 6Kw vastuspaketti.
Tämmöseen NEIS projektiin (nenää isoveljelle) mielestäni pitää ensin leikata mahdollismman paljon pois tuosta öljystä/sähköstä jotta jää vähemmän korvattavaa energiaa, vai onko nimenomaan tarkoitus pysyä jossain polttotekniikassa puiden tjms muodossa?
 

ManWithAMullet

New member
Erinomaisia vastauksia, kiitoksia.

Ehdottomasti tarkoitus on ensisijaisesti leikata tuosta öljyn kulutuksesta. Se kun on suurin yksittäinen kulu joka tapauksessa. Joten pienikin lisälämpö on tervetullutta. Puullakin saadaan lämpiämään hieman, mutta nykyisessä ratkaisussa se on vain tukevana osana. Puuhella on nyt kytketty osaksi lämmityskiertoa ja tällähän saa näppärästi talvikylmälläkin keittiöön 30 astetta pikalämpöä, mutta koska järjestelmässä ei ole varaajaa, on tämän hyöty valitettavasti minimaalinen. Varaaja on toki myös suunnitteilla, mutta se tulee sitten hieman myöhemmin.

Öljykattila rupeaa toki olemaan jo elinkaarensa päässä, joten vaihto saattaa tulla eteen liiankin nopeasti. Mutta en ole vaihtamassa ennenkuin on pakko koska järjestelmän täydellinen uusiminen maksaa jo tuhansia euroja. Muutamilla satasilla tehdyillä lisäyksillä ja pienillä putkitöillä nykyinen järjestelmäkin on täysin käyttökelpoinen.

Savonius: Tarkennatko hieman tuota 60 moduulista monikidepaneelia? Vaikka linkillä niin pääsen nopeasti alkuun tämän homman kanssa. Kiitoksia etukäteen.
 

rotzi

Well-known member
No paljonko sitä säästöpotentiaalia on olemassa, eli mitä menee öljyä + sähköä vuodessa ja tietysti puitakin yms energiaa?
 

Savonius

Well-known member
Moduuli on 156mmx156mm levy mistä kootaan nuo likimain 100cmx165cm paneelit joissa teho monikidepaneeleilla 250W kahta puolen ja tehollinen jännite kahta puolta 31 voltin. Voidaan sanoa että se on se paneelikoko jota yleisemmin käytetään. Kalliimmat yleisesti myynnissä olevat monikide paneelit ovat n. 265W. Lienee niitä suurempiakin. Monokidepaneeleilla 60 moduulisissa tehot ovat hiukan suurempia. Ei liene hintaeronsa väärtti. Vastuskuormalle korkea nimellistehon jännite on plussaa.
Tuolla parin paneelin paketilla on mahdollista tuoda kattilaan normipaisteella kiinteällä paneeliasennuksella runsaat 3Kwh päivässä tästä eteenpäin marraskuun puolivälin nurkille. 
 

Puuha

Well-known member
Ilman varaajaa on mahdollisuudet jokseenkin heikot.

Kuution varaaja on hyvä lähtökohta ja antaa mahdollisuuden monenlaisille ratkaisuille.

120V asti saa itse käsitellä tasajännitettä eli et tarvitse sähkömiestä jos oma osaaminen riittää.
 

Puuha

Well-known member
On toki, mutta sen eristys on luokkaa 70mm vuorivillaa vs. varaajassa on 50-100mm uretaanieristys.

Yksistään varaajalla saa vähennettyä vuotoenergiaa saaden enemmän energiaa siihen varsinaiseen käyttötarkoitukseen. Kattilan suurin ongelma on siinä että sen heikohko eristys lämmittää vain pannuhuonetta. Mikään ei estä lataamasta varaajaa tarvittaessa öljykattilalla jos ei vaihtoehtoisilla tavoilla saa nokosti tuotettua lämpöenergiaa, kun siihen mahdollisuus jätetään.

Isoa varajaa ei myöskään tarvitse hehkuttaa tappiin asti vaan voidaan ylläpitää lämpöä alemmalla ja vaihtoehtoisilla tulee sitten mitä tulee tämän päälle. Alemmalla varaajalämmöllä myös saavutetaan se että vuotolämmöt pienenevät vaikka energiaa on varastossa enemmän. Kaikki mitä vaihtoehtoisista tulee vähentävät toki suoraan öljyn kulutusta. Iso varaajaa myös mahdollistaa se että myös voidaan saada kaikki energia talteen vaihtoehtoisista lähteistä. Lämmityskaudella toki latauslämpöä joutuu nostamaan olosuhteiden mukaan.

Se sitten minkä kokoinen varaaja mahtuu on paikasta kiinni. Alle 500 litran varaajat jäävät kovin köykäisiksi järjestelmissä joissa vesi toimii osana lämmitysjärjestelmää. Ja toki aina on mahdollista tehdä kahdella varaajalla. Tällöin toinen isompi toimii energiavaraajana ja toinen pienempi tulistajana.
 

maanma

energiaonnellinen
Jos on jatkuvasti päällä olevia vesikiertoisia (lattia)lämmityspiirejä kannattaa valita lämpökeräin.

Edullisilla sähköpaneeleilla energian tuotto on n. 150W/m2 ja vastaavilla lämpökeräimillä 400W/m2. Yksittäiselle käyttövesivaraajalle lämpökeräinasennus on kyseenalainen, jos myös lämmönvaihdin pitää hankkia. Etenkin kun sitä vertaa paneelin suorasähkökytkentään.
 

Savonius

Well-known member
Nuo isot varaajat voivat olla ongelmallisia. Kuution varaaja ja lisäksi tulistusvaraaja. Lämmittelet tulistusvaraajalla 5Kwh vuorokaudessa korvataksesi vaipan häviöt. Se on pahimmillaan 1800Kwh vuodessa, rahassa noin 200 euroa.
 

Puuha

Well-known member
Toki näin, mutta taas energiayksikköön nähden hävikki pienenee isommassa varaajassa. Oliko nyt niin että pinta-alan nelinkertaistuminen jolloin tilavuus kahdeksankertaistuu. Isompaa varajaa voidaan ajaa viileämpänä jolloin vuototeho on pienempi neliölle.

Varaajan sijainti rakennuksessa myös vaikuttaa. Jos varaaja sijaitsee läämmitettävässä asintilassa tulee kaikki vuotolämpö myös käyttöön.
 

ManWithAMullet

New member
Jees.
Vielä on aikaista spekuloida tuotoista koska ei ole kokeiltu, eikä vielä paneelejakaan hankittu.
Tuo 250W paneeli (tai 2-4) on ihan hyvä ajatus. Huomattavasti kalliimpi, mutta jos sillä pääsee aurinkoisena aikana 14 asteen lämpötuottoon, se olisi jo mainio säästö vuositasolla.

Ja varaaja, tasokeräimiä ja tulistaja kaikki tulevat lopulliseen kokoonpanoon.

Öljynkulutus on luokkaa 2500l vuodessa puita menee nykyisellä käytöllä ehkä 5 kuutiota, eli säästöpotentiaalia löytyy kyllä. Puiden käyttöä ei oikein pysty kasvattamaan ennen kuin järjestelmässä on varaaja. Sen jälkeen tulisi saada tuo puu/öljysuhde kääntymään toisinpäin, eli enemmän lämmitetään puulla kuin öljyllä. Pitkän tähtäimen suunnitelma on luopua öljystä lopulta kokonaan koska järjestelmä on jo oikeastaan saattohoidossa.

Pannun vaipasta ei valtavia lämpöhäviöitä tule (ei ole lämmin kädellä kokeillessa, eli mutulla mennään), suurimmat häviöt syntyvät kyllä varmasti putkissa. Tai siis toki varmasti tulee, mutta tämä ei sinänsä ei haittaa, koska talon lämmittämiseenhän sekin lämpö menee. Vaikka mieluummin toki lämmitän vaikka makuuhuonetta pannuhuoneen sijaan jossa puolestani saakin olla kylmä (mutta plussalla toki täytyy pysyä). Ainoa negatiivinen asia pienemmästä öljyn kulutuksesta on toki se, että savupiippu tulee jäähtymään, jolloin vessan lämpötila tulee putoamaan (nyt siellä on miellyttävän lämmin).

Hiharavistuksella sanoisin että 350l varaaja jää pieneksi koska talo lämpiää pattereilla eikä lattialämmöllä. Samoin jos järjestelmään pistetään tasokeräimet, niin lienee syytä olla myös vähän enemmän nestettä johon lämpöä keräilee. Tulistajalla puolestaan taataan että vesi on riittävän lämmintä. Näiden mitoitus tulee toki aloittaa myös. Invertterit tulevat oikeastaan vasta siinä vaiheessa kuvaan mukaan kun lämmitys on kokonaisuudessaan uusittu. Sen jälkeen toki laitetaan kaikki mahdollinen jatkuvasti käyvä (pakastimet, kiertopumput, jääkaapit) käymään aurinkosähköllä.

Ja noita kaikkia keräimiä ja paneeleita varten joutuu vielä sahankin varteen. Varjostavat sen verran juuri kattoa, että keräimet siellä eivät toimi kovin hyvin. Siis vielä. Ja samallahan sitä saa vähän polttopuutakin.
 

rotzi

Well-known member
ManWithAMullet sanoi:
Jees.
Vielä on aikaista spekuloida tuotoista koska ei ole kokeiltu, eikä vielä paneelejakaan hankittu.
Tuo 250W paneeli (tai 2-4) on ihan hyvä ajatus. Huomattavasti kalliimpi, mutta jos sillä pääsee aurinkoisena aikana 14 asteen lämpötuottoon, se olisi jo mainio säästö vuositasolla.

Ja varaaja, tasokeräimiä ja tulistaja kaikki tulevat lopulliseen kokoonpanoon.

Öljynkulutus on luokkaa 2500l vuodessa puita menee nykyisellä käytöllä ehkä 5 kuutiota, eli säästöpotentiaalia löytyy kyllä. Puiden käyttöä ei oikein pysty kasvattamaan ennen kuin järjestelmässä on varaaja. Sen jälkeen tulisi saada tuo puu/öljysuhde kääntymään toisinpäin, eli enemmän lämmitetään puulla kuin öljyllä. Pitkän tähtäimen suunnitelma on luopua öljystä lopulta kokonaan koska järjestelmä on jo oikeastaan saattohoidossa.

Pannun vaipasta ei valtavia lämpöhäviöitä tule (ei ole lämmin kädellä kokeillessa, eli mutulla mennään), suurimmat häviöt syntyvät kyllä varmasti putkissa. Tai siis toki varmasti tulee, mutta tämä ei sinänsä ei haittaa, koska talon lämmittämiseenhän sekin lämpö menee. Vaikka mieluummin toki lämmitän vaikka makuuhuonetta pannuhuoneen sijaan jossa puolestani saakin olla kylmä (mutta plussalla toki täytyy pysyä). Ainoa negatiivinen asia pienemmästä öljyn kulutuksesta on toki se, että savupiippu tulee jäähtymään, jolloin vessan lämpötila tulee putoamaan (nyt siellä on miellyttävän lämmin).

Hiharavistuksella sanoisin että 350l varaaja jää pieneksi koska talo lämpiää pattereilla eikä lattialämmöllä. Samoin jos järjestelmään pistetään tasokeräimet, niin lienee syytä olla myös vähän enemmän nestettä johon lämpöä keräilee. Tulistajalla puolestaan taataan että vesi on riittävän lämmintä. Näiden mitoitus tulee toki aloittaa myös. Invertterit tulevat oikeastaan vasta siinä vaiheessa kuvaan mukaan kun lämmitys on kokonaisuudessaan uusittu. Sen jälkeen toki laitetaan kaikki mahdollinen jatkuvasti käyvä (pakastimet, kiertopumput, jääkaapit) käymään aurinkosähköllä.

Ja noita kaikkia keräimiä ja paneeleita varten joutuu vielä sahankin varteen. Varjostavat sen verran juuri kattoa, että keräimet siellä eivät toimi kovin hyvin. Siis vielä. Ja samallahan sitä saa vähän polttopuutakin.
Kuulostaa tämmöseltä tapaukselta kun haluaa isoimmat säästöt energiassa ja rahassa:
1. Maalämpö jolla pudotetaan kulutus 3-4 osaan, invertteri jotta tuo kohta 2-3 onnistuu parhaiten.
2. Varaaja tietysti tarvitaan pattereille ja jos aikoo varastoida esim maalämmöllä+auringolla
3. Aurinkosähköä sopivasti, keskitalvella muuten ei aurinkoa ole ja silloin maalämpö hoitaa pakkaset.
4. Puita nurin

 

Puuha

Well-known member
Tuosta öljynkulutuksella yksistään vuorokauden keskimääräinen energiankulutus on reilut 50kWh vuorokaudessa jaettuna öljynkulutus huomioiden hyötysuhde (0,75) koko vuodelle. Kertoo sitä että kyseessä on todennäköisesti useampi henkinen perhe minkä vuoksi lämmintä vettä kuluu nostaen lämmitysenergian kulutusta. Jos puuta palaa n. 5 pinokuutiota niin siitä käyttöön saatu energiamäärä on luokkaa 5-7 000kWh/vuosi riippuen puulaadusta sekä tulisijan hyötysuhteesta.

Kun nyt muistetaan se että tuhat litraa vettä tarvitsee 1,16kWh energiaa lämmetäkseen yhden asteen ei enää 500 litran varaaja riitä ellei ole jatkuvaa lämmöntuotantoa sillä piikit lämmitysenergian osalta voivat olla keskimääräiseen nähden 3-5 kertaiset pakkaskaudella riippuen siitä missä päin Suomea asutaan.

Kyllä kääntäisin myös katseen maalämpöön ja sitten vasta sen jälkeen muihin ratkaisuihin.
 

Savonius

Well-known member
Tässä vielä yksi versio. Etuna käyttöönoton nopeus ja hinta. Kolme n.250W paneelia sarjaan. Kytket siitä vastusnipusta kaksi vastusta rinnan jolloin saat noin  13,5 ohmin vastuksen. Normipaisteella siitä saat noin 700W tehon. Ei kääntyvällä asennuksella siitä saa paisteisena päivänä vajaat neljä kilovattituntia. Se tarkoittaa suihkulämmintä vettä noin 90 litraa.
Tuon kattilasi valmistus on aloitettu 2006 ja käyttöajaksi luvataan kymmeniä vuosia. Ei sen vielä pitäisi poistokunnossa olla. Siinähän sinulla on valmis tulistin. Termostaatti vain polttimolle riittävän alas.
 

ManWithAMullet

New member
Ei täällä paljon suihkua käytellä, eikä perhekään ole kuin kaksi henkeä, joten ei noista kulutuksista voi päätellä kuin sen että lämmitysjärjestelmä ei ole ajantasalla.

Käytännössä normipäivänä lämmintä vettä kuluu vain astioiden huuhteluun ja lämpöpattereihin. Sitten muutamana päivänä viikossa suihkuvettä. Talo on kuitenkin sen verran vanha, että nuo lämpöhäviöt on ihan normaaleja.

Tietysti voisi pudottaa muutamassa huoneessa lämpötilaa niin säästäisi heti, mutta lämpöisessä on mukavaa.

Tosiaan tämän aurinkosähkölämppärin suurin etu on se, että se ei maksa paljoa ja on heti käytössä ilman mitään putkitöitä. Pikkasen piuhaa ja homma on sillä selvä.

Mutta oikeastaan nuo varaajan ja lämpökeräimen mitoitukset menee vähän jo aihealueen ohi, joten availen jossain vaiheessa niille oman keskustelun oikealle palstalle. Keskitytään tässä siis nimenomaan tähän aurinkosähkölämmitysratkaisuun (hieno yhdyssana) :)

Luulen että aloitan kahdella n.250W paneelilla ja kytken kaikki kolme vastusta sarjaan. Nämä kun ovat kaikki vapaana, niin ei ole varsinaisesti väliä miten ne kytken. Enkös kuitenkin saa enemmän lämmitystehoa jos kytken kaikki kolme rinnan?
(ai niin, tietysti virta voi tulla rajoittavaksi tekijäksi...)

Eli kumpi olisi parempi lämmitystehoiltaan...
Kaksi 250W sarjaan ja 3 vastusta rinnan
kolme 250W sarjaan ja 2 vastusta rinnan

Laskujeni mukaan näin tulee about 8A virta ja käytännössä siis teho olisi sama. Etuna olisi 2x250W systeemissä luonnollisesti huomattavasti edullisempi hinta.
Toki tarkkaan laskentaan varmasti vaikuttaa myös itse paneelit, joten se on varmasti erittäin merkityksellinen tekijä jota en (toistaiseksi) osaa ottaa laskuissani huomioon.
 

Savonius

Well-known member
Virta on jännite jaettuna vastuksella. Normipaisteella noilla  kuormilla jännitteet ovat noin 64V ja 94V . Virran saat jakamalla jännitteen vastuksella. Vastukset pystyt mittaamaan.  Uskoisin niiden olevan 8,8 13,25 ja 26,5 . En ole varma kun en tiedä onko vastuksien valmistuksissa jossain vaiheessa huomioitu jakelujännitteen nousu.
Paneeleissa ei juurin ole eroa. Kaikista yleisesti tunnetuista kyllä tulee normipaisteella ilmoitettu teho kun paneeli on suunnattuna  aurinkoon siten että säteily kohtaa paneelin pinnan kohtisuorasti.
Todellisuudessa nuo jännitteet voivat olla hieman suurempia koska kuormitus alittaa paneelien tehon. Samoin saatu teho on hieman korkeampi.
Teoriassa noilla kolmella paneelilla saattaa saada tuon kattilaveden lämmön nousemaan yli sadan. Kiehumaan tuskin  saa.
 
Ylös