Batteri – Solcellelader

Når jeg kjøpte camperen min, satt det allerede et solcellepanel på taket, med et Jula kit med PWM regulator. PWM er den regulatoren som har dårligst omsetning av spenning fra solcelle til 12v

Nei, Det er ikke denne jeg har kjøpt..

Den ble raskt koblet forbi, til fordel for en Ctek d250s Dual MPPT lader. Denne støttet både strøm fra dynamoen og strøm fra solcelle. Problemet med denne nå er at denne kun støtter blybatterier.

Valget av ny MPPT solcelle regulator falt på Victron 75/15 kjøpt hos SkanBatt da de ligger ikke langt fra meg, og at de har en helt fantastisk produktkunnskap og kundeservice. (Jeg er ikke sponset av dem.)

Jeg valgte denne ut fra flere kriterier.

  • Den er fra en anerkjent produsent.
  • Den støtter høy spenning inn om jeg vil seriekoble 2 paneler
  • Den har internt nettverk som snakker med dc-dc lader og Smartshunt.
  • Den er smart, det vil si at om jeg bytter batteriteknologi, så kan jeg endre på hvordan batteriet lades.

Om du hopper over alt jeg har skrevet, og det ikke virker, så kan grunnen være den under:

Den viktigste tingen å merke seg, er hvilken rekkefølge på utstyret som Solcelle, batteri og ekstrautstyr. Begynn alltid med batteriet. Det er her regulatoren stilles inn til å velge 12v eller 24v batteri. Sett en bryter av god kvalitet på ledningen til solcellen, så du kan isolere regulatoren.

Koble til batteriet først.

For min del, som har et uttakbart batteri, så er det viktig å koble fra strømmen mellom solcellen og regulatoren på en enkel måte. En kraftig bryter er å anbefale, på samme måte som å bruke så tykke som praktisk mulig kabler mellom solcelle og regulator for å unngå tap i kablene..

For min del så har jeg en bryter liggende tilsvarende Biltemas Art.nr. 25-864

Bryter for å isolere solcellepanelet.

Selv om vi jobber med høyere spenning og lite ampere, så skal mest mulig ned i batteriet, og ikke kastes bort i ledninger. Angående sikringer, så trenger vi ikke sikringer så lenge vi har under 3 paneler i serie. Har du 3 eller fler, så må du ha en sikring i serie med panelene.

Regulatoren skal og monteres så nært som praktisk mulig til batteriet, og da enten i selve batteriet eller i nærmeste busbar (skinne av kobber hvor du kobler enten + eller – til for å gi lite tap). Aldri stable flere kabelsko sammen i høyden på en bolt.

Victron Busbar 600A 4P

Montering. Det viktig å montere regulatoren på en ikke brennbar bakgrunn. Ta for eksempel en tynn aluminiumsplate med 4 skiver mellom laten og veggen bak. La den stikke noen cm ut på hver side av regulatoren. Husk at det skal være 10cm over og under regulatoren for å få nok luftgjennomstrømning.

Hvorfor trenger du en solcelleregulator?

Grovt sett kan vi si at hovedformålet med en solcelleregulator er å beskytte batteriene mot overladning og overutladning, samtidig som den optimaliserer ladeeffektiviteten fra solcellepanelene. En typisk solcelleregulator overvåker spenningen og strømmen fra solcellepanelene og justerer ladeprosessen for å opprettholde batterienes levetid og ytelse. Den forhindrer at batteriene blir skadet av overladning ved å kutte strømmen fra solcellepanelene når batteriene når full kapasitet. På samme måte beskytter den også batteriene mot å bli utladet for mye, noe som kan skade batteriene.

Solcelleregulatorer kommer i to hovedtyper: PWM (Pulse Width Modulation) og MPPT (Maximum Power Point Tracking). PWM-regulatorer er enklere og rimeligere, egnet for mindre solcellesystemer. De regulerer ladestrømmen ved å variere pulsbredden av signalet som går til batteriet. Arbeidsspenningen er fast og tilpasset batterispenningen. På den annen side er MPPT-regulatorer mer avanserte og derfor dyrere. De optimaliserer effektiviteten til solcellepanelet ved kontinuerlig å spore og justere for å maksimere strømproduksjonen. MPPT-regulatorer kan håndtere høyere solcellepanelspenninger for økt effektivitet, spesielt under varierende solforhold. Valget mellom PWM og MPPT avhenger vanligvis av solcellesystemets størrelse, kostnadene og ønsket effektivitet basert på solforholdene der systemet skal brukes.

Åpen klemmespenning (også kjent som VOC – Voltage Open Circuit) er den maksimale spenningen som genereres av et solcellepanel når det ikke er tilkoblet noen belastning. Dette er en viktig å sjekke at regulatoren du ønsker å bruke tåler høy nok spenning.

For eksempel, hvis et solcellepanel har en angitt åpen klemmespenning på 22V, må solcelleregulatoren være i stand til å takle denne spenningen for å sikre sikker og effektiv lading av batteriene. Hvis regulatoren ikke tåler den åpne klemmespenningen, kan den bli overbelastet, noe som kan føre til skade på regulatoren og systemet som helhet.

Tar du eksemplet over på 22V åpen klemmespenning opp mot Victron MPPT 75/15, så vil det si at regulatoren tåler 75V, som er godt over de 22V som solcellen leverer. Det vil og si at du kan koble 3 solceller i serie på Victron sin 75/15 regulator.

La oss ta ScanBatt sitt panel FLEXIBLE SOLAR PANEL
TF-M-200 W/36V som eksempel:

  1. Maximum power (Pmax) 200W: Dette er den maksimale effekten (Watt) solcellepanelet kan produsere under optimale forhold, typisk når det er sterkt sollys.
  2. Open-circuit voltage (Voc) 41.4V: Dette er spenningen på solcellepanelet når det ikke er koblet til noen belastning (åpen krets). Det indikerer hvor høy spenningen kan bli under slike forhold og er viktig for hvilken regulator du velger.
  3. Voltage at Pmax (Vmp) 35.2V: Dette er spenningen ved maksimal effekt (Pmax) som solcellepanelet kan produsere. Det er den optimale driftsspenningen når solcellen er tilkoblet en belastning.
  4. Short-circuit current (Isc) 6.41A: Dette er den strømmen (Ampere) som solcellepanelet kan levere når kretsene er kortsluttet. Det er den høyeste strømmen som kan flyte gjennom solcellepanelet under slike forhold.
  5. Current at Pmax (Imp) 5.69A: Dette er den strømmen (Ampere) ved maksimal effekt (Pmax) som solcellepanelet kan produsere når det er koblet til en belastning.
  6. Cells Efficiency (%) 22.8%: Dette er effektiviteten til solcellene, målt som prosentandel av solenergien som blir konvertert til elektrisk energi av solcellepanelet.
  7. The maximum system voltage 600V DC (IEC): Dette er den maksimale spenningen solcellepanelene kan produsere når de er koblet i et større solenergisystem.
  8. Power temperature coefficient -0.32%/°C: Dette angir hvor mye effekten til solcellepanelet reduseres for hver grad Celsius temperaturøkning.
  9. Voltage temperature coefficient -0.36%/°C: Dette angir hvor mye spenningen til solcellepanelet reduseres for hver grad Celsius temperaturøkning.
  10. Current temperature coefficient 0.07%/°C: Dette angir hvordan strømmen fra solcellepanelet endres med hver grad Celsius temperaturøkning.
  11. Output power tolerance ±3%: Dette er tillatt avvik i solcellepanelenes faktiske utgangseffekt i forhold til oppgitt effekt.
  12. Operating Temperature -40°C – +85°C: Dette er området av temperaturer der solcellepanelet kan operere effektivt, fra -40°C til +85°C.

Dette panelet kan kobles til den regulatoren vi har valgt (MPPT 75/15) Vi ser at Voc er på 41.4V, og regulatoren tåler 75V inn. Det betyr og at vi ikke kan koble to av disse panelene i serie. Om vi skulle ha brukt to av disse panelene så må de kobles parallelt. (altså + og + samt – og -)

Om vi har flere like paneler, så ønsker vi å koble solcellepaneler i serie for å øke spenningen inn på kontrolleren. Strømmen inn på kontrolleren må være 5V over batterispenningen for å lade batteriet. Ved å seriekoble 2 paneler vil de begynne å lade tidligere en ved ett panel, og ved overskyet vær, vil de gi bedre lading.

Etter å ha brukt panelet mitt, som er det miste fra Jula, sammen med Victron regulatoren, har jeg denne sommeren (2024) vært nede i 70% (av 280Ah lithium), og nå etter at camperen har stått stille, så er batteriet på over 90%

Dette på tross av en regnfull sommer.

Lasten min på batteriet har vært 37L Dometic kjøleboks, lading av 2 mobiler, ryggekamera, og en CPAP maskin med fukter og varme satt på.

CPAP:

https://cpapnorge.no/category/batteri/

Så løsningen med stort batteri og solcelle har for min del vist seg å være en stor fordel.

Strømforbruk ved 12v – Med mine resultat

Vi begynner med batteriet. Et hjemmelaget 12v Lithium batteri på 280Ah

Mer om batteriet finner du her…

Vi skal nå se på strømforbruk med Airsense 10 og original 12v strømforsyning

Vi starter med avslått strømforsyning. Fukteren står på 3, og slangen henger løst uten tildekning og slangetempraturen er på 27°c, soveromstemprstur 18°c

OBS. De tall som er interessante i bildene under, er:

  • Current, hvor mange ampere som trekkes
  • Power, hvor mange Watt som trekkes
  • Consumed Ah, hvor mange ampere som er brukt. Her må tallene mellom bildene trekkes fra hverandre.

Før strømforsyning slås på.

På pluggen til 12v strømforsyningen fra ResMed er det en liten bryter.

Av og på bryter på pluggen

Vi slår den på uten at strømpluggen er satt in bak i Airsense 10 maskinen.

Ingen forbruk.

Så setter vi pluggen inn i maskinen.

Strømmen som maskinen bruker når den står på.

Vi ser at det med en gang begynner å gå en strøm på mellom 0.32 til 0.42A ca 5w.

Vi kjører forhåndsoppvarming av fukter

Med en gang vi setter maskinen til å forvarme fukteren, så merker vi at den begynner å bruke strøm. Kjenner ikke varme i slangen enda.

Oppvarming av vannet.

Etter hvert så synker strømmen sakte men sikkert ettersom vannet blir varmere og varmere. Nå tar jeg på meg masken.

Begynner å bruke nesemaske, slangevarmen slås på.

Vi legger merke til at strømmen gjør et hopp. Nå er varmen i vannet på, varmen i slangen på, og vifta gir meg luft.

Normal drift, bilde tatt på utpust.

Nå har maskinen varmet slangen, Fukteren kjører jevnt, og jeg får luft. Strømmen jobber opp og ned mellom 2.32 og 2.52A alt etter om jeg puster inn eller ut. Dette endrer seg og i løpet av natten og vil variere på grunn av:

  • Temperatur på soverom
  • Pustestopp
  • Trykket maskinen gir
  • Hvordan jeg puster (dype drag og hvor fort)

Om du legger merke til, på bildet over, så sier den at jeg kan bruke den i 2 dager og 16 timer. Eller 64 timer.. om vi deler dette på 8 timer som er vanlig søvn, så ser vi at jeg kan bruke maskinen i 8 netter.

Kjører jeg uten varme og fukt, så trekker den mye mindre, mer om det senere.

God morgen

Husk at dette er mitt forbruk, og ditt kan være større eller mindre en mitt…

Maskinen kjører kjøling av vannkar.

8 timer og 21 minutters bruk for meg denne natten trakk 19A fra oppstart, til jeg kunne skru av maskinen på bryteren på pluggen som går inn i 12v kontakten.

Strømforbruk om du ikke slår av bryteren på pluggen.

Bruker du maskinen på camping, så husk å slå av bryteren på pluggen. Som du ser over, så bruker maskinen noe strøm hele tiden når den står ubrukt. Dette er strøm som tappes fra batteriet hele tiden så lenge maskinen står tilkoblet.

Slå av bryteren, eller trekk ut kontakten når maskinen ikke er i bruk

Det er vanskelig å spå hva dine tall vil være i forhold til mine, men over har jeg satt inn trykk kurven for samme natt som målingene er tatt. Grafen er tatt ut med Open Source (gratis) programmet Oscar. OSCAR, the Open Source CPAP Analysis Reporter.

Bjarne bygger batteri – Shunt

UTTALE sjønt
ETYMOLOGI fra engelsk shunt ‘vikespor’, av shunt ‘dreie til side, skifte’

Trenger jeg egentlig en shunt? Ja/Nei. Egentlig så trenger du den…ikke? Alle BMSer leser av status på ditt batteri, og om du ikke har høye krav til å vite hvor mye strøm du har på batteriet, så trenger du det egentlig ikke. BMSen forteller sånn tålig hvor mye strøm du har tilgjengelig. MEN, en Shunt telle hvor mange ampere som går gjennom den, og hvilken vei strømmen går, og vet derfor mye mer nøyaktig hvor mye strøm du har igjen på batteriet. Altså er en Shunt mer nøyaktig.

For å få en nøyaktig shunt, må du og ha en riktig innstilt BMS, om den ikke er satt opp riktig, så vil du fremdeles få et riktig svar på å mye strøm du har brukt, men ikke hvor mye du har igjen. Se BMS og Lading for å få det rett.

En shunt er en liten, kjent motstand som settes i serie med batteriet.
Er batteriet på 10v, og er koblet til en lyspære på 10w, vil strømmen være 1ampere.
Vi tar å setter inn en shunt i serie, mellom batteriet og lyspæra, på batteriets minus pol.
Shunten er på 0.001 ohm. Det går 1A gjennom shunten.
Når vi måler hvor stor spenningen som nå ligger over shunten, ser vi at den er på 1mV

Victron Smart Shunt er et flott dings som kan integreres med en Victron Cerbo GX for å gi deg informasjon om ladetilstanden til batteriet ditt, samt la deg se samme informasjonen i Bluetooth-appen.

For å få best mulig informasjon ut av shunten din og/eller Cerbo GX, må du konfigurere batteriinnstillingene riktig.

Formålet med dette dokumentet er å beskrive innstillingene som vi vil anbefale for at du skal få mest mulig ut av Smartshunten.

Vi håper at dette dokumentet vil hjelpe deg å få mest mulig ut av din Victron SmartShunt.

Før vi kommer til innstillingene, vennligst merk at disse tre parametrene jobber sammen for å avgjøre når batteriet ditt har en ladetilstand på 100% (SOC):

Battery capacity (Ah) Standardinnstilling: 200 Ah Område: 1 – 9999 Ah Stegstørrelse: 1 Ah Min innstilling: 280 Ah

Charged Voltage Standardinnstilling: 0V Område: 0V – 95V Stegstørrelse: 0.1V Vår innstilling: 14.0V

Discharge floor (%) Standardinnstilling: 50% Område: 0 – 99% Stegstørrelse: 1% Vår innstilling: 10%

Tail current (%) Standardinnstilling: 4% Område: 0.50 – 10.00% Stegstørrelse: 0.1% Vår innstilling: 2.00%

Charged detection time (m) Standardinnstilling: 3 minutter Område: 0 – 100 minutter Stegstørrelse: 1 minutt Vår innstilling: 3 minutter

Peukert exponent Standardinnstilling: 1.25 Område: 1.00 – 1.50 Stegstørrelse: 0.01 Vår innstilling: 1.05

Charge efficient factor (%) Standardinnstilling: 95% Område: 50 – 100% Stegstørrelse: 1% Vår innstilling: 98%

Curent threshold (A) Standardinnstilling: 0.10A Område: 0.00 – 2.00A Stegstørrelse: 0.01A Vår innstilling: 0.10A

Time-to-go averaging period (m) Standardinnstilling: 3 minutter Område: 0 – 12 minutter Stegstørrelse: 1 minutt Vår innstilling: 3 minutter

Battery SOC on reset Dette definerer hva shunten skal rapportere etter hver gang batteriet slås(kobles) av og på når det har vært av (dvs. shunten slås også av)

Alternativene er:

  • Keep SOC – Denne lagrer siste måling før strømmen kobles fra.
  • Clear – Denne sletter siste måling.
  • Set to 100% – Denne setter fult batteri når strømmen kommer tilbake.

Jeg velger “Keep SOC”

Synkronize SOC til 100% Denne opsjonen kan brukes til å manuelt synkronisere batterimonitoren til 100%.

Gjør dette hvis du vet at batteriet er 100%, og av en eller annen grunn ikke blir rapportert som sådan. Dette kan skje under noen få scenarier:

  • Første gang shunten er koblet til
  • Laderne dine når aldri spenningen der BMS slår av ladingen.

Zero current calibration: Denne opsjonen kan brukes til å kalibrere null ampere hvis batterimonitoren ikke leser null strøm, selv når det ikke er belastning og batteriet ikke lades.

Nullstrøm kalibrering er (nesten) aldri nødvendig. Gjør denne prosedyren bare hvis batterimonitoren viser en strøm når du er helt sikker på at det ikke er noen faktisk strøm som går. Den eneste måten å være sikker på er å fysisk koble fra alle ledninger og kabler som er koblet til SYSTEM MINUS-siden av shunten. Gjør dette ved å skru av shuntbolt og fjerne alle kabler og ledninger fra den siden av shunten. Alternativet, å slå av laster eller ladere, er IKKE nøyaktig nok, da dette ikke eliminerer små strømmer i standby.

Bjarne Bygger Batteri – Del 4.5 – Lading

Bulk – Her lastes batteriet med all den strøm det klarer å motta.

Absorption “light” – 3.45v pr celle/13,8v i opptil 2 timer eller til batteriet tar til seg under 1 ampere.

Men…. Vi er i bil og vi har ikke hele dagen på å la motoren svive.

Absorption – 3.55v pr celle, 14,2v på batteriet i 30 min. Vi presser da batteriet litt hardere, men får igjen mer strøm inn i batteriet, på kortere tid.

Float – 3.375v pr celle, 13,5v på batteriet.

13,5v er batteriets hvilespenning. Ved denne spenningen tar batteriet ikke til seg mer strøm, men gir heller ikke fra seg, bortsett fra om noe utstyr krever mer strøm en det laderen kan gi.

En instilling du skal være obs på, er denne:

Denne angir når en ny ladeprosess skal begynne. Om ikke du har brukt av batteriet, så vil dette dagen etter ligge på 13,5v, og da er det 8kke nødvendig å ta spenningen opp på 14,2v igjen.

Hvorfor du ikke bør lade et LiFePO4-batteri under 0 grader

Dersom du har et Lithium (LiFePO4) batteri, er det noen ting å vurdere når du lader det under ekstreme temperaturforhold.

Batteriprodusenter oppgir ofte et operasjonelt temperaturområde på -30°C til +80°C / -22°F til +176°F og et optimalt temperaturområde på -10°C til +50°C / 14°F til 122°F (dette varierer avhengig av merke og modell, konsulter produsenten din). Dette blir ofte feiloppfattet som en trygg temperatursone for både lading og utladning, men dette stemmer ikke. Det operasjonelle temperaturområdet refererer kun til utladning av batteriet.

Lading av et Lithium-batteri i omgivelsestemperaturer under 0°C / 32°F bør unngås. Grunnen til dette er at det kan potensielt skade batteriet og/eller redusere levetiden.

Den optimale omgivelsestemperaturen for lading av et Lithium-batteri er +5°C til +45°C / 41°F til 113°F.

Når du forsøker å lade et Lithium-batteri under 0°C / 32°F, oppstår en kjemisk reaksjon kalt “Lithium Plating”. Lithium-plating oppstår fordi ladestrømmen tvinger lithiumionene til å bevege seg med en raskere reaksjonshastighet og samle seg på overflaten av anoden.

Når denne kjemiske reaksjonen skjer, øker den interne motstanden i batteriet og reduserer hastigheten på kjemisk metabolisme. Denne kjemiske reaksjonen fører til en permanent reduksjon av batteriets kapasitet, og vil fortsette å redusere kapasiteten hver gang denne reaksjonen oppstår.

Hvis du planlegger å bruke et Lithium-batteri på et sted som kan falle under 0°C / 32°F, må du være forsiktig med når du prøver å lade batteriet. Å vente enkelt og greit på at temperaturen stiger i løpet av dagen er en enkel løsning. Det er også tilrådelig å montere batteriene på et sted som vil ha en høyere omgivelsestemperatur enn utetemperaturen.

Bjarne Bygger Batteri – Del 4 – Batteriboks

Edit 18.08.2022 – Under hardt arbeid……

En batteriboks er ikke bare en batteriboks. Om du tenker deg litt om, så er det flere en bare et bruksområde for et batteri. Dette batteriet koster en del, og trives ikke så godt i kuldegrader eller varmegrader, spesielt over lengre tid.

Mitt ønske for batterikassen er:

  1. Godt bærehåndtak, det vil bli flyttet mellom camper, bil, hytte og hjemme.
  2. Lett å sette fast i camper/bil. Tenker stropper eller metallfester.
  3. Andersson kontakt, så det er lett å koble fra, og koble andre ting til.
  4. 2x sigarett tenner uttak, fordi det skal være enkelt å koble til både CPAP og kjøleboks samtidig… Eller kanskje et varmeteppe?
  5. Tilkoblinger skal være beskyttet. jeg trenger ikke skruterminaler og koblinger som lett går i stykker. Muligens dette ikke finnes, men det kan lages….
Litt kladding. Sett ovenfra
Tilkoblinger sett forfra

For å starte med det fundamentale.

  • Fjærer – Battericellene skal presses sammen med 300kg press
  • Gjengestenger for å legge press på fjærene
  • Endelokk –  Så fjærene har noe å presse på mot battericellene
  • Anderson kontakter – For å lett koble til og fra camper.
  • Sigarettkontakt – Til kjøleboks eller cpap.
  • USB(C) kontakt – For å lade dingser og mobiltelefoner
  • Display til å vise status. – Kjekt å ha….
4×75 kg press

Nå venter jeg på deler til Kapp og gjærsaga så jeg kan kappe opp aluminium og begynne…

Det er viktig å huske at battericellene sin ytterkappe er + på batteriet. Når vi nå setter battericeller intil hverandre, er det da en sikkerhet i å legge et isolerende lag mellom cellene. Om 2 celler gnir seg mot hverandre slik at de får kontakt med hverandre, OG disse er koblet sammen med busbar i serie, så har vi en alvorlig kortslutning.

Har laget en brakett for å sette sammen hovedsikringen og SmartShunt til en enhet.

Koblingen blir da batteri negativ – BMS – Sikring – Shunt – Forbruk