Jäähdytyksen toteuttaminen edullisesti

borg

Ylläpitäjä
Siirretty tästä ketjusta offtopic omaan ketjuunsa: http://ilmaisenergia.info/foorumi/index.php?topic=1833.0

Aiheena oli paneelien asennus peltikatolle.
 

virtuaaliharri

New member
VesA sanoi:
Katto kuumenee ja paneeli kuumenee, sen kannalta harjan tienoo on tyynellä säällä huonoin paikka panelille, koska kattoa pitkin nousee kuumaa ilmaa. Tuulella asia on toinen, ilman vauhti panelin ja katon valissä voi olla vapaata sijoitusta parempikin jossain oloissa kun katto pakottaa virtauksen panelin suuntaiseksi. Varmaan tätä on joku jo tutkinutkin.
Tuon selityksen ns. ostan. Vaalean kattopinnan kyseessä ollen ilmeisesti yksittäisen paneelirivin voisi ylös asentaa. Paras paikka paneeliriville Suomessa varmaankin olisi harjan päällä pystyssä siten, että kattotuolit olisi teetetty tällaista asennusta silmälläpitäen ja katolla kirkas kattopelti buustaamassa paneeleja. Tuulet kaikista suunnista jäähdyttäisivät paneeleja tehokkaasti. Huonoa tuossa on, ettei harjan päälle saa silmää miellyttävästi asennettua kovinkaan isoa alaa paneeleita. Eivätkä kirkkaat valoa kunnolla heijastavat kattopinnat taida olla kovinkaan suosittuja (vaikka pitäisivät yläpohjan miellyttävän viileänä?). Käsittääkseni ei kattotuolien kustomointi hirveän kallista ole. Sen sijaan kirkkaana pysyvää kattopeltiä voi olla vaikea löytää ja jos löytää, niin lienee kallista (rosteri?).
 

denzil dexter

Active member
Jos ei nyt ihan sentään 600 kg. Tuulenpaine 25 m/s on 1/2 * 1.25 kg/m3 * v^2, eli 390 N/m2 = 40 kg/m2.

Tuohon sitten vastus-, puuska- ja varmuuskertoimia tarpeen mukaan. Yleensä aina matalissa rakennuksissa Manner-Suomen alueella pysytellään 1000 N/m2 alapuolella, eli max 100 kg/m2. Ihan sama minkä muotoista rakennetta lykkää ja minne, kunhan pysyy oleellisesti alle 15 metrin korkeudella.
 

wepu

Member
Nyt kyllä tarvitsee vähän tietoa koko jäähdytyksen tarpeellisuudesta. Kuinka paljon latausteho heikkenee läämön myötä? Kuinka lämpö rikkoo cellejä omatekoisessa paneelissa?

Takapihalla on nyt 150w omatekoinen paneeli testauksessa, ja äsken mittasin infralämpömittarilla lämpöjä. Ulkolämpötila on +6C, paneelin lasi +32C ja paneelin taka-osa +40C.
Paneelin rakenne on: 6,5mm farmivaneri jossa on  cellit kiinni liimalla, jäähdytysletkut 7mm ( ei vielä vesikiertoa) ja 3mm polykarbonaattilevy. Ilmatila siis 7mm.
Aurinko tulee suoraan paneeliin ohuen harsopilven läpi.
Jos kuvitellaan kuuma kesäpäivä lisäten 30 astetta noihin lämpöihin, niin saadaan ulos 36C, lasi 62C ja farmivaneri 70C. Onko tuo nyt vaarallista? Näkyy tuo vanerikin johtavan lämpöä ulos.

Vähän olen miettinyt koko vesikierron tarpeellisuutta. Tosin ei tuon järjestäminen järin hintavaa ole. Pumppuja on 3,5 ja 10 eur mallit hommattuna, liittimiä letkuihin on tulossa parillakympillä ( kympillä väärää mallia :'() , letkut vanhaa varastoa. Kaksi 15w kennoa pumpun virraksi noin 23eur yhteensä. Vielä tilaan varuilta muutaman lämpöreleen a' 4eur, jos vaikka sittenkin pumput laittaisi akkuvirralle.......kun ei ole kokemusta niin on varauduttava eri vaihtoehtoihin, kun tavaran tulo kiinasta kestää kuukauden.
 

Puuha

Active member
Paneleiden nimellinen teho ilmoitetaan 1000W/m2 auringonpaisteessa kun kennojen toimintalämpötila on +25 astetta. Oletetaan että on auringonpaisteen teho 1000W/m2 jolloin jokainen lämpenevä aste laskee nimellistätehoa n. 0,5% kun taas jos lämpötila laskee kennossa yhden asteen nostaa se nimellistä tehoa 0,5%. Lämpötilan vaikutus kennojen tuottoon ovat 0,4-0,6% luokkaa per aste.

100Wp panelissa lämpötilan noustessa yhden asteen vaikutus -0,5W ja lämpötilan laskiessa +0,5W. Useamman asteen muutos on hankalampi laskea sillä lämpötilan vaikutus on "korkoa korolle" tyyppinen laskutoimitus jossa aina edellinen lämpötila vaikuttaa seuraavaan muutokseen tuotossa. Sori, epäselvää mutta josko auttaisi ymmärtämään.

Esimerkkinä laskennasta: Lähtökohdat säteilyä 1000W/m2 ja paneli 100Wp.  +26 asteessa teho on 99,5W, +27 asteessa 99,0025W, +28 asteessa 98,5074875W, jne. jne.

Mitä sitten lämpötila tekee kennoille. Enimmäkseen se tekee hallaa juotoksille kennoissa jotka voivat sulaa ellei jäähdytys ole riittävä. Normi juotostina sulaa +183 asteessa tässä lämpötilassa myös puu on alkanut jo hiiltymään. Myös korkeat lämpötilat joissakin tapauksissa voivat lyhentää kennojen elinkaarta.

Jäähdytykseen riittää se että panelissa käytettävät materiaalit toimivat lämmönsiirtoelementin tapaan eikä eristeenä. Mitä paremmin johtavat lämpöä pois kennoilta sitä parempi.

Ajatusta näille letkuille mitä olet sinne paneliin kyhännyt niin voit talvella sulattaa panelin aamuisin talvella syöttämällä lämmintä vettä putkistoon. Näet samalla mihin kohtaan letkustolla olisi vaikutusta jäähdytyksen osalta, se jää aika pieneksi alueeksi.
 

Puuha

Active member
Kokeillaanpa saisiko tuosta nyt semmottii jonninlaista kuvaa kennon lämpötilan vaikutuksesta kun säteilyteho on sen 1000W/m2, panelin nimellinen teho +25 asteessa 100W sekä oletettu tehonmuutos astetta kohden 0,5%.

Vasemmalla kun kennon lämpötila nousee päättyen +75 asteiseen kennoon ja oikealla kun kennon lämpötila laskee päättyen -25 asteeseen.

Lämpötilaero teho Lämpötilaero teho
0 100                         0 100
1 99,5                         -1 100,5
2 99,0025                 -2 101,0025
3 98,5074875         -3    101,5075125
4 98,0149500625 -4 102,0150500625
5 97,5248753122 -5 102,5251253128
6 97,0372509356 -6 103,0377509394
7 96,5520646809 -7 103,5529396941
8 96,0693043575 -8 104,0707043925
9 95,5889578358 -9 104,5910579145
10 95,1110130466 -10 105,1140132041
11 94,6354579813 -11 105,6395832701
12 94,1622806914 -12 106,1677811865
13 93,691469288 -13 106,6986200924
14 93,2230119415 -14 107,2321131928
15 92,7568968818 -15 107,7682737588
16 92,2931123974 -16 108,3071151276
17 91,8316468354 -17 108,8486507032
18 91,3724886013 -18 109,3928939568
19 90,9156261583 -19 109,9398584265
20 90,4610480275 -20 110,4895577187
21 90,0087427873 -21 111,0420055073
22 89,5586990734 -22 111,5972155348
23 89,110905578 -23 112,1552016125
24 88,6653510501 -24 112,7159776205
25 88,2220242949 -25 113,2795575086
26 87,7809141734 -26 113,8459552962
27 87,3420096025 -27 114,4151850727
28 86,9052995545 -28 114,987260998
29 86,4707730568 -29 115,562197303
30 86,0384191915 -30 116,1400082895
31 85,6082270955 -31 116,720708331
32 85,18018596 -32 117,3043118726
33 84,7542850302 -33 117,890833432
34 84,3305136051 -34 118,4802875992
35 83,9088610371 -35 119,0726890372
36 83,4893167319 -36 119,6680524823
37 83,0718701482 -37 120,2663927448
38 82,6565107975 -38 120,8677247085
39 82,2432282435 -39 121,472063332
40 81,8320121023 -40 122,0794236487
41 81,4228520418 -41 122,6898207669
42 81,0157377815 -42 123,3032698708
43 80,6106590926 -43 123,9197862201
44 80,2076057972 -44 124,5393851512
45 79,8065677682 -45 125,162082077
46 79,4075349293 -46 125,7878924874
47 79,0104972547 -47 126,4168319498
48 78,6154447684 -48 127,0489161095
49 78,2223675446 -49 127,6841606901
50 77,8312557069 -50 128,3225814935

Pitää muistaa että vieläkin suurempi vaikutus tehoon tulee saatavan auringonsäteilyn kautta.
 

denzil dexter

Active member
Taulukosta katsomalla joku 10-15% tehonlisäys voisi olla ihan realistinen (kustannuksena paneelien lisääminen 10-15% olisi silti varmaan halvempaa).
Paneeleita ei kannata jäähdyttää kastepisteen alapuolelle, koska silloin ne huurtuvat ja tehot kärsivät. Jos olettaa ulkona olevan 100% suhteellisen kosteuden se tarkoittaa, ettei paneeleita saisi jäähdyttää ulkoilmaa viileämmiksi. Silloin työskentelyalueeksi jää juuri se lämpötila-alue, jonka paneeli lämpenee ylimääräistä auringonpaisteessa - ehkä max 30 astetta.
 

Puuha

Active member
Samaan suuntaan itse myös kääntyisin että tuo 10% kentän kasvatus riittää kattamaan lämpötiloista aiheutuvan tehon alenemisen.

Käytännössä säteilyteho lienee keskimäärin 800W/m2 ja kennojen lämpötila n. +45 astetta. Tällöin 100W panelin teho on käytännössä 72,37W. Mikäli oletetaan vieläkin että lämpötilasta johtuva tehonmuutos on 0,5% astettakohden tulisi tästä seuraavanlainen taulukko.

Taas vasemmalla lämpötilan nousu +45 asteisesta kennosta +95 asteiseen kennoon ja oikealla +45 asteisesta kennosta laskevana aina -25 asteiseen kennoon.

Lämpötila Teho Lämpötila Teho
0 72,37       0 72,37
1 72,00815     -1 72,73185
2 71,64810925     -2 73,09550925
3 71,2898687038 -3 73,4609867963
4 70,9334193602 -4 73,8282917302
5 70,5787522634 -5 74,1974331889
6 70,2258585021 -6 74,5684203548
7 69,8747292096 -7 74,9412624566
8 69,5253555636 -8 75,3159687689
9 69,1777287857 -9 75,6925486127
10 68,8318401418 -10 76,0710113558
11 68,4876809411 -11 76,4513664126
12 68,1452425364 -12 76,8336232446
13 67,8045163237 -13 77,2177913609
14 67,4654937421 -14 77,6038803177
15 67,1281662734 -15 77,9918997192
16 66,792525442 -16 78,3818592178
17 66,4585628148 -17 78,7737685139
18 66,1262700007 -18 79,1676373565
19 65,7956386507 -19 79,5634755433
20 65,4666604575 -20 79,961292921
21 65,1393271552 -21 80,3610993856
22 64,8136305194 -22 80,7629048825
23 64,4895623668 -23 81,1667194069
24 64,167114555 -24 81,572553004
25 63,8462789822 -25 81,980415769
26 63,5270475873 -26 82,3903178478
27 63,2094123494 -27 82,8022694371
28 62,8933652876 -28 83,2162807843
29 62,5788984612 -29 83,6323621882
30 62,2660039689 -30 84,0505239991
31 61,954673949 -31 84,4707766191
32 61,6449005793 -32 84,8931305022
33 61,3366760764 -33 85,3175961547
34 61,029992696 -34 85,7441841355
35 60,7248427325 -35 86,1729050562
36 60,4212185189 -36 86,6037695815
37 60,1191124263 -37 87,0367884294
38 59,8185168641 -38 87,4719723715
39 59,5194242798 -39 87,9093322334
40 59,2218271584 -40 88,3488788945
41 58,9257180226 -41 88,790623289
42 58,6310894325 -42 89,2345764055
43 58,3379339853 -43 89,6807492875
44 58,0462443154 -44 90,1291530339
45 57,7560130938 -45 90,5797987991
46 57,4672330284 -46 91,0326977931
47 57,1798968632 -47 91,4878612821
48 56,8939973789 -48 91,9453005885
49 56,609527392         -49 92,4050270914
50 56,3264797551 -50 92,8670522269
                        -51 93,331387488
                        -52 93,7980444254
                        -53 94,2670346476
                        -54 94,7383698208
                        -55 95,2120616699
                        -56 95,6881219783
                        -57 96,1665625882
                        -58 96,6473954011
                        -59 97,1306323781
                        -60 97,61628554
                        -61 98,1043669677
                        -62 98,5948888025
                        -63 99,0878632465
                        -64 99,5833025628
                        -65 100,0812190756
                        -66 100,581625171
                        -67 101,0845332968
                        -68 101,5899559633
                        -69 102,0979057431
                        -70 102,6083952718




En jostain syystä saa taulukkoa toimimaan (lue: en vain osaa)
 

wepu

Member
Jos nyt ymmärsin oikein, niin 330w paneelistosta häviää 145w kun lämpö on 95C. No onneksi tuli varuilta rakennettua ylikapasiteettia. Paneelit tulee kesämökille ja paikkaan missä suoraa auringonpaistetta on muutama iltapäivän tunti päivässä. Joten ajattelin ylikapasiteetin vain lisäävän tuottoa sateisiin päiviin ja aamuihin/iltoihin. Akkua ajattelin hommata 180ah verran, jolloin valot ja elektroniikan saa varmasti pelaamaan jopa parilla sadepäivälläkin.
Tuo nyt testissä oleva150 wattinen on nyt antanut 20V luokkaa lataussäätimeen ja akkuun menee 13,8 volttia. Akkujännite illalla on luokkaa 12,7-12,8V. Kyseessä siis 10 vuotta vanha 60ah akku.

Letkujäähdytys on tarkoitus pitää päällä vain kuumimmat kuukaudet, ja jokatapauksessa systeemi ajetaan alas talvikuukausiksi.
Tulisi nyt vaan kiinasta letkuliittimet, jotta voi koeajaa jäähdytyskierron. 80w paneeli, missä on pumpun paneelit, odottaa enää liiman kuivumista. Ehkä jo keskiviikkona pääsee testipenkkiin.

Tilasin myös pari 'digital intelligent thermostat regulator dc 12v 10A digital...'-juttua, yhteishintaan 8,50€. Ajatuksena on, että tuo nakkaa pumppuun virtaa, kun anturi näyttää paneelissa olevan kuumuutta tarpeeksi. Siis virta suoraan akulta ja jännitevahdin kautta. Jos vaikka tuo alkuperäinen ajatus, että pumppu toimii kun pumppujen paneeleihin tulee suoraa aurinko, ei toimikkaan.

Pumppujuttuja olisi tietysti ollut helppo rakentaa muillakin tavoin, mutta tuo letkusysteemi oli sikäli helppo, että lasin pystyi laittamaan noitten letkujen päälle. Sivuille vaan 7x10mm tiivisteliimaus pitämään lasia kiinni.
Yksi vaihtoehto olisi vanerin takapintaan iso litteä säiliö johon pumppu tuo vettä. Toinen, mitä mietin pitkään, olisi käyttää xps-levyä taustana, ja ajaa vain jysimellä tai kuumalankaleikkurilla urat letkulle. Tulisi kevyt paneeli.

 

denzil dexter

Active member
Eikö se kiertäisi painovoimaisestikin? Onhan jopa moottoripyörien jäähdytysjärjestelmiä toteutettu ilman vesipumppua ja niissä sentään pitää siirtää kymmeniä kilowatteja lämpötehoa.
 

wepu

Member
En usko, että painovoimainen onnistuu noin 75-100cm korkeuteen.
Viimeisin ajatus, on että jäähdytysvesi olisi varjon puolella nurkan takana mökkiä. Siitä pumppu nostaisi vettä paneelien päälle seinään kiinnitettyyn viemäriputkeen. Putki olisi aavistuksen vinossa ja kolme lähtöä kolmeen paneeliin olisi siellä alapäässä. Putkessa olisi vielä ylivuotoputki takaisin tynnyriin, jos pumpun teho olisi liiallinen. Pumpun nostokorkeus olisi luokkaa metri. Putkesta lähtee siis 10mm letku per paneeli ja paneelissa on sitten 7-8 kpl 7mm letkuja. Ja paneelin alapäässä on kerääjänä isompi letku joka vie veden takaisin tynnyriin. Pähkäilyä tässä vaatii paluukierron saaminen tynnyrin yläpinnan korkeuteen.
Mitään kummoista painettahan ei noilla pumpuilla saa aikaiseksi, kun 29 kpl 7mm letkuja on kyseessä. Vesi valuu lähinnä painovoimalla alaspäin. Tulo/lähtöletkujen kokoakin voi vielä joutua säätämään, jotta kaikkiin 7 millisiin piisaa vettä.
On tämä yhtä keksimistä, tämä aurinkosähkö!!!
 

Puuha

Active member
Ei se nimellinenteho minnekkään katoa.

Auringosta tuleva säteily vaikuttaa enemmän tuottoon kuin kennon lämpötila mutta yhdessä niillä on panelin tehoon tuottaa radikaalisia vaikutuksia.

Nimelliseltä teholtaan 330W panelin teho on 800W/m2 säteillyllä ja kennojen toimintalämpötilan ollessa +45 astetta 240W.  Jos kennojen lämpötila nousee +95 asteeseen jää tehoksi 186W. Lämpötilan nousun vuoksi paneli teho tippuu 54W kyseisellä panelilla ei 145W.

Pysyitkös perässä?
 

maanma

energiaonnellinen
Mä en ainakaan pysynyt. Joten voisitko tarkentaa jollakin esimerkki paneelilla, josta speksit ja laskentatapa esiin. Mielestäni 30% tehonmenetys on niin iso, että jäähdytykseen kannattaa investoida
 

Puuha

Active member
Ei siihen esimerkki panelia tarvita. Kyse on kennojen ominaisuuksista suhteessa lämpötilaan.

Auringon säteilyteho määrittää sen paljonko paneli tuottaa. Paneleiden nimellisteho määritetään 1000W/m2 säteilyteholla sekä kennojen lämpötilan ollessa +25 c°. Jos säteilyteho tippuu 800W/m2 tippuu panelin teho samassa suhteessa jos kennon lämpötila pysyy +25c°:ssa. Voit todeta saman edellä olevista taulukoista.

Laskukaava kennon lämpötilan vaikutukselle on yksinkertaisesti: Pmax -0,5%/c°


Toivottu esimerkkipaneli ja lisää löytyy googlettamalla http://www.mitsubishielectric.com/bu/solar/pv_modules/pdf/L-175-2-B9064-A.pdf
 

Puuha

Active member
Kannattaa tässä yhteydessä tutustua myös NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) joka vaikuttaa kennon tuottoon. Kaupallisilla paneleilla kennojen toimintalämpötila on +30-+50 astetta kun ympäröivän ilman lämpötila on +20 astetta.

Myös paneleiden nimellistehon määritykseen STC (Standard Test Conditions) joka mahdollistaa paneleiden vertailun karkeasti toistensa kanssa. Se ei tarkoita sitä että panelin teho olisi realimaailmassa mittauksen mukainen sillä STC ei perustu todellisuuteen, kyse on vain arvoista joita kaikki käyttävät mitoittaessaan panelin nimellistehoa. Jos todellisuutta paremmin vastaavaa testituloksia kaipaa tehon osalta on prosyyreista katsottava PTC (PVUSA Test Conditions) mittauksia ja niiden avulla voi nähdä panelin todellinen tuotto tietyissä olosuhteissa.

Jäähdytyksellä ei siis voida saada kovin suuria vaikutuksia tuottoon viilentämällä panelia koska kennojen toimintalämpötila on 10-30 astetta korkeampi kuin ympäröivä ilma. Jäähdytyksen kautta siis voidaan saavuttaa n.3-12% tehon lisäys. Vastaan tulee Denzilin mainitsema huurustuminen jos panelin lämpötila laskee alle ympäröivän ilman lämpötilan joka rajoittaa jäähdytystä merkittävästi.

Itse tehdyt panelit ovat asia erikseen. Niissä kennojen lämpötilat voivat nousta korkealle suhteessa ympäröivään ilmaan riippuen mitä materiaalia on käytetty. Puu on edullista mutta myös toimii eristeenä jolloin kennojen lämpötila nousee yllättävän korkeaksi. Kaupallisissa ei tällaista ongelmaa ole sillä nämä asiat on mietytty jo ennalta materiaalivalintoja tehtäessä.

En tiedä auttaako yhtään ymmärtämään. En osaa paremmin tuota suoltaa sanoiksi.
 

wepu

Member
Kiitoksia. Paljon tietoa tuli.
Mulla on nyt kolme isoa paneelia jäähdytysletkuilla varustettuna, ja kokemuksia tulee joskus toukokuusta alkaen. Yksi pieni 15w paneeli on tehty alumiinilevylle. Ehkä neljä 15 wattista teen vielä alumiinipohjalle, kun noita cellejä on vielä tulossa ja alumiinia on vielä hyllyssä riittävässä koossa.
 

maanma

energiaonnellinen
Tähän aiheeseen on tullut muutama ajatus kun tuo eka aurinkosähkö on nyt rakenteilla.

Jäähdytystä voisi parantaa edullisesti alumiinisten oluttölkkien laikkausosilla. Puolikkailla tai tölkin sivu sopivasti taittelemalla. Näitä voisi yhdistellä popniiteillä.

Myös tiheästä verkosta vois taitella jäähdytys elementin. Esim https://www.puuilo.fi/epages/puuilo.sf/fi_FI/?ObjectPath=/Shops/2014011303/Products/10131292

Nää vois sitten kiilata paneelin runkorakenteeseen.

Asennuskorkeus katon suhteen vaikuttaa alle syntyvään ilmavirtaukseen. Tuulettomassa tilanteessa kyseessä on painovoimainen ilmanvaihto. Asiasta käytettäessä tavanomaisia asennustapoja http://www.aurinkovirta.fi/aurinkosahko/aurinkovoimala/kiinnitysteline/




 

maanma

energiaonnellinen
Suljetussa kierrossa tuo veden pumppaaminen ei paljon tosiaan kuluta. Kiertoon vois lisätä jäähdyttimen vaikka savupiipun pohjoispuolelle tai iv hormin päähän vaakaan.
 
Ylös