Paneelitehon ylimitoittaminen

dumo

New member
Ainakin aiemmin suunnittelun perusprinsiippinä oli, että optimaalinen (rahallinen) tuotto saadaan ylimitoittamalla paneeliteho suhteessa invertteriin. Kuinka paljon, riippuu sitten hinta yms. tekijöiden lisäksi vahvasti sijainnista, asennuskulmasta, jne. Ymmärtääkseni 1,15x - 1,3x ovat olleet tyypillisiä. Keskimäärin "huonommissa" olosuhteissa (=Suomi) isompi ylimitoitus oli kannattavaa.

Nykyisissä inverttereissä hyötysuhde ei laske pienillä tehoilla niin paljon ja hinnatkin ovat tulleet alas, joten optimaalinen paneelien mitoitus voi olla lähempänä invertterin maksimitehoa. Tähän varmaan löytyy hyvinkin tarkkoja laskureita, mutta en äkkiseltään löytänyt sellaista.

Itsellä on SMA SB 2,5kW inverter ja 2,6kW edestä Solarwatt monikidepaneeleita. Kertoimeksi tulee 1,04x, joka lienee jonkin verran liian pieni. Pähkäilen ostaisinko vielä 2 paneelia lisää, jolloin paneeliteho olisi 3,12kW ja kerroin 1,25x (ehkä jo yläkanttiin?). Yhden paneelin lisääminen ei onnistune (ulkonäkösyistä)...
 

Savonius

Well-known member
Suomi on aivan loistava maa aurinkopaneelisähkön tuotantoon. Eipä taida mailmasta löytyä korkeampaa paneelikohtaista vuosituottoa kuin Huumolla Ylivieskassa.  Ei ole maan vika jos paneelit asennetaan osoittamaan sinitaivasta suuremman osan vuotta ja verhotaan lumella parhaana tuottoaikana. Ne ovat omia valintoja johon voi vaikuttaa. Lappeenrannan kampuksen paneeliasennukset ovat hyvänä esimerkkinä siitä miten paneeleja ei pitäisi asentaa jos jotain tuottoja halutaan. Silti näitä Lappeenrannasta lähtöisin olevia oppeja noudatetaan toistuvasti.
Järkevästi asennettu kiinteä paneelisto tuottaa 5,6 kertaa paneelitehonsa päivässä kilovattitunteina normipaistepäivinä helmikuun loppupuolelta lokakuun loppuun välisenä aikana. Jos niin ei tapahdu omissa valinnoissa on vika.
 

arveccio

New member
Itelläkin on käynyt mielessä ylimitottaa vähän enemmän. 1,6kWp ei näy irtoavan 1,5kW tehoa missään tilanteessa. Jos laittais vielä 600w lisää niin päästäis edes joskus nimellistehoon. Ja muutenkin ne staattisten paneelien maksimitehohetket lasketaan hyvänä päivänä minuuteissa. Sitäpaitti paneelithan ei tuota yhtään sen enempää kuin mitä invertteri käyttää.
 

dumo

New member
Joo, jos käydään Savonius keskustelu tuosta aiheesta muualla. Lähinnä kiinnostaisi laskuri joka huomioi sijainnin, asennuskulmat, energian arvon ja eri komponenttien (paneeli, inverter) jotta voisi laskea optimimitoitusta. Pieni ylimitoittaminen lienee järkevää kaikissa olosuhteissa, mutta kiinnostaisi laskea onko vaikkapa 1,25 vai 1,05 parempi omassa tapauksessa.

Edit. Viittasin huonoudella lähinnä auringon säteilyn jakautumiseen, ts. silloin kun sähkö on arvokkainta, liikutaan useimmiten alle invertterin maksimin. Kesällä ylimitoitus johtaa isoimpiin "menetyksiin", mutta energiaa kuluu vähemmän ja se on halvempaa.
 

Aurinkoinen

New member
Meikäläisellä ylimitoituskerroin on 1.33. Helmikuun 27 päivänä tuli tänä vuonna ensi kertaa paneeleilta tuottoa enemmän kuin invertteri pystyi käsittelemään. Tätä jatkuu sitten säännöllisen epäsäännöllisesti lokakuun loppupuolelle saakka. Arvelen tuottoja jäävän saamatta vuositasolla 10 - 12 %. Nykyinen tilanne kyllä risoo melkoisesti. Invertteri pitäisi vaihtaa isompaan tai laittaa mikroinvertteri avuksi. Hintavia ratkaisuja molemmat, lisääntyneellä sähkön tuotannolla noita ei ikinä saa maksetuksi. En kyllä suosittele kenellekään alitehoisen invertterin asentamista.
 

dumo

New member
1,33x on jo aika raju, nykyisillä paneelien ja inverttereiden hinnoilla ja spekseillä aika varmasti liikaa, ainakin jos asennuspaikka on kohtuullisen hyvä. Ollaan varmaan jo lähellä sitä, mitä invertterille edes saa syöttää.

Arvaisin että pieni ylimitoitus kannattaa aina jos paneeleille on tilaa. Invertterin hyötysuhde tyypillisesti hieman paranee tehon funktiona, mutta vaikutus lienee aika pieni. Tuotanto lisääntyy kaikilla tehoilla kun ollaan alle invertterin maksimin, mutta menetetty maksimituotanto pitää toki pitää pienenä. Asiaa on tutkittu paljon ja kaupallisia optimointilaskureita on olemassa. Optimikertoimet tuntuvat tippuneen kun invertterien hinnat ovat tulleet alas ja osatehon hyötysuhteet nousseet.

Alimitoitus ei kyllä kannata ilman pakottavaa syytä. Viimeiset watit kun saa halvalla jos invertterillä riittää ylimääräistä kapasiteettia.
 

VesA

New member
Kokonaisuutta siinä pitää katsella.. invieterin hyötysuhdekäyrä on lopulta aika pieni osa häviöiden kokonaisuutta eikä siihen ehkä kannata liikaa panostaa ennenkuin on laskeskelliut ja jopa mittaillut muita häviöitä.
 

rotzi

Active member
Onhan tuo aika vaikea laskettava mikä on tarkalleen optimi, sehän kumminkin auttaa siellä heikolla tuotolla jos on reilusti paneelia suhteessa invertteriin, eli tuotto alkaa aikaisemmin/herkemmin...tuohon kun vielä yhdistää mihin jokaisen sovelluksen 'ylijäämä' menee ...

On kyllä niin paljo muuttujia matkassa että mahoton yhtälö laskea, itsellä 11% kWp ylimääräistä ja parhaimpina päivinä hiukan leikkaa, mutta niin vähän että luulen että alapäästä antaa samanverran takasi...mitään laskentaa ei ole tullut asian shteen tehtyä.
 

Puuha

Active member
Sehän kannattaisi mitoittaa panelisto STC eli nimelistehon sijaan PTC mukaan testattua tehoa hyväksi käyttäen. PTC antaa luotettavamman tehon käytännönolosuhteissa.

Harvoin tilanne on kuitenkaan sellainen että olosuhteet olisivat sellaiset että ne olisivat yhtäläiset STC-testin mukaiset käytännössä.

PTC-testin tulokset vaihtelevat panelissa käytettyjen kennojen mukaan sekä myös panelin rakenteen/materiaalien mukaan. Eli omien panelien joita on harkitsemassa tai ostanut PTC-testit pitäisi kaivaa esille ennen mitoitusta.
 

dumo

New member
Täytyy ehkä itse tehdä niin, että ajaa tuolla 1,05x-mitoituksella siihen asti, että tuotanto alkaa (ehkä) leikkaantua (tai jopa kesäpäivän seisaukseen asti). Siitä on aika helppo integroida ja laskeskella paljonko nykytilanteessa karkeasti jää tuottamatta ja mikä olisi tilanne 1,15x tai 1,25x mitoituksilla. Lisäsin yhden paneelin (oli alun perin vain 2,34kWp) vasta syyskuussa, joten tuotanto ei ole vielä kertaakaan ylittänyt invertterin nimellistehoa.

Kaiken kaikkiaan tuo on kieltämättä sen verran monimuuttujainen kysymys, että laskurin avulla saa vain suuntaa-antavan arvion jos ei ole yhtään mittaustietoa käytettävissä. Silti kiinnostava kuulla millaisia mitoituksia muut tehneet.
 

Savonius

Well-known member
Muistaakseni laitoin viime keväänä kuvan Huumon kraaffista jossa 4500W paneelisto teho oli yli 5400W. Se tarkoitti sitä että jokainen 250W paneeli telineessä tuotti yli 300W. Tästä voi päätellä että itse kullekin voi olosuhteiden ollessa otolliset, tulla paneeleistaan huomattavasti suurempi hetkellinen teho kuin on olettanut.
Alla linkki Huumon reaaliseurataan kun on tullut se niin usein mainittua.
 
http://www.huumo.fi/index.php/aurinkoenergia/kaantyvat-aurinkopaneelit/aurinkopaneelimme-reaaliaikanen-tuotto
 

Puuha

Active member
Ei niillä hetkellisillä huipuilla ole mitään virkaa ja niistä puhuminen on aivan turhaa. Se on ajallisesti niin lyhytaikaista kokonaisuuteen nähden jättäen merkityksen kärpäsen paskaksi paperilla.
 

Savonius

Well-known member
Kyllä se kesti  parisen tuntia joten kyllä siitä merkittävä ylitys syntyy jos paneelimäärä on runsaasti ylimitoitettu. Mutta siitä vaan kun kerran asiantuntija suosittelee.
 

Aurinkoinen

New member
Mikä sitten lasketaan 'hetkelliseksi' huipuksi? Allekirjoittaneella invertteri leikkaa kevätpäivässä 4-5 tuntia ja kesälläkin reippaasti yli kolme tuntia. Syksyllä tietenkin pienenee, mutta lokakuun alussakin vielä puolisen tuntia. Nämä kaikki tietenkin edellytyksellä, että aurinko paistaa pilvettömältä taivaalta.
 

Puuha

Active member
Aurinkoinen sanoi:
Mikä sitten lasketaan 'hetkelliseksi' huipuksi? Allekirjoittaneella invertteri leikkaa kevätpäivässä 4-5 tuntia ja kesälläkin reippaasti yli kolme tuntia. Syksyllä tietenkin pienenee, mutta lokakuun alussakin vielä puolisen tuntia. Nämä kaikki tietenkin edellytyksellä, että aurinko paistaa pilvettömältä taivaalta.
Panelin nimellistehon ylitys.

Sehän ei ole mitenkään uutta että kovalla pakkasella sopivalla tuulella ja pilvettömältä taivaalta keväällä saadaan jopa 20% nimellistehoa enemmän oikein hyvänä päivänä. Tästä huolimatta paneleiden tuotto kesällä on pääasiassa aina alle nimellistehon. Myös tuolla paljon kehutulla Huumon panelistossa. Kattoasennuksessa normikesäpäivän tuotto on n. 80-90% nimellistehosta ja maavaraisessa telineessä 90-95% riippuen ulkolämpötilasta, tuulen voimakkuudesta, käytettävistä paneleista sekä asennustavasta. Auringonsäteilyhän ei varmaan tässä yhteydessä edes tarvitse mainita. Tuulettomana hellepäivinä lämpötilan aiheuttama leikkaus voi olla jopa 30% panelin nimellistehosta. Tällainen leikkaus on kesällä yhtä todennäköinen kuin keväällä hyvän päivän nimellistä merkittävästi suurempi teho.

En tiedä olisiko tätä mallennettavissa millään laskurilla sillä vaatisi kennojen toimintalämpötiloista dataa sekä auringonsäteilytehosta paikallisesti tulevaisuudesta jotta paneliston koko voitaisiin mitoittaa käypäiseksi invertterin tehoon nähden mahdollisimman tarkasti. Jäkikäteen mitoitus olisi paljon helpompaa mutta tulevan ennustaminen on kovin hankalaa.
 

Puuha

Active member
PTC-testien tuloksia n. 16 000 panelille. http://gosolarcalifornia.com/equipment/pv_modules.php

PTC-testien mukaan mitoittamalla päästään aika lähelle jo sitä optimaalista mitoitusta ajateltaessa kesän tuottoja.
 

dumo

New member
Kiitos linkistä. Harmi ettei omien paneeleiden (SolarWatt) speksejä löydy, mutta arvelisin että näissä on aika maltillisesti ilmoitettu nimellisteho. Tänään nimittäin kävi AC-puolen maksimiteho jo 2,4kW (paneeliteho siis yhteensä 2,6kWp). Viileä tuulinen keli, mutta toisaalta 12 asteen kallistus aika kaukana optimaalisesta tässä kohtaa kevättä. Invertterin maksimiteho verkkoon (2,5kW) saavutetaan luultavasti hetkittäin jo lähipäivien aikana jos on aurinkoista.

Näistä voisi äkkiseltään päätellä ettei kannata enempää paneeleita (á 260Wp) lisätä tuon invertterin perään, vaan tämä 4% ylimitoitus nimellisteholla on aika sopiva. Yhdelläkin lisäpaneelilla maaliskuun lopussa leikkaantuisi aurinkoisella kelillä noin 1h.
 

dumo

New member
Tiukka laskenta ja pohdinta johti siihen, että laitoin kun laitoinkin 2 paneelia lisää. Nyt on 3,14kW paneeli-piikkitehoa, invertterissä maksimi DC-watit 2,65kW. Myös SMA:n laskuri suositteli 12 paneelia näille spekseille/olosuhteille, siten että arviolta 0,1% vuosituotannosta menee "hukkaan".

Viileänä puolipilvisenä päivänä kun aurinko tulee esiin, menevät tehot ns. tappiin hetkellisesti. Lämpötilan nousu kuitenkin alkaa vaikuttaa kun aurinko näkyy pidempään, eikä aurinkoisena päivänä invertteri hukkaa energiaa ylikapasiteetin takia. Alla esimerkki 16.5. tilanteesta, jolloin oli täysi auringonpaiste koko päivän, mutta ilman lämpö vielä aika viileä. Kokonaistuotanto reilu 20,4kWh, eli 6,5h x paneeliteho ja 8,2h x invertteriteho.

Jos kävisikin niin, että lähempänä juhannusta aurinkoisena päivänä prosentti menisi hukkaan, ei ole niin väliä, koska en pysty kesäkeleillä enempää energiaa hyödyntämään, varsinkin jos/kun varaaja on jo "täynnä".

Summa summarum: Sekä teoria että käytäntö osoittavat että tässä tapauksessa, kun kallistuskulma ei ole ihan optimissa (n. 12-13) ja suuntauskin n. 20 astetta etelästä lännen suuntaan, energiaa menetetään vielä n. 18% ylimitoituksella aivan minimaalisen vähän, eli tuotanto nousee samassa suhteessa kuin paneelitehoa lisätään. Seuraava lisäpaneeli kääntäisi tilanteen, ja alkaisi mennä tuotantoa isommissa määrin hukkaan.
 

Liitetiedostot

Ylös