Batterier og invertere
Dessverre er småskalert alternativ energi avhengig av å kunne lagre energien for senere bruk. I praksis vil det si i batterier, en urgammel konstruksjon. Siden mesteparten av det utstyret som tilbys er laget for 12 V likespenning, er det mest praktisk å bruke det. Det finnes endel utstyr for 24V eller 48V, men det er ellers ukurant slik at det i realiteten ikke er noe alternativ til 12V DC (=Direct Current=likespenning). Utvalget av lamper og utstyr forøvrig er meget stort i 12V utførelse og kan kjøpes hos leverandører av sol- og vindsystemer som (Primus, NAPS, Sunwind og Vera), byggvarehus, båtrekvisitaforretninger, men oftest mye billigere hos firmaer som Biltema og Clas Ohlson. Mange av disse firmaene selger også batterier i ymse utgaver. Prisene på batterier varierer sterkt og er ofte mye lavere levert direkte fra batterileverandør enn fra forretninger med mer komplett tilbud, som jeg forøvrig aldri ville kjøpe batterier fra. Esso og Statoil har for eksempel også ofte gode sesongtilbud på fritids- eller solstrømbatterier.
Batterityper
For sol-, vind- og hydroenergi bør det anvendes batterier som tåler dyputladning, såkalte "deep cycle batteries" som er konstruert for gjentatte ganger å kunne lades ut med så mye som inntil 80% av sin kapasitet. De har mye tykkere blyplater enn et standard bilbatteri. Valget står mellom AGM, gel og syrefylte batterier i 6V eller 12V utgave. For alle oppgis effekten eller hvor mye "saft" det er i batteriene i Amperetimer, forkortet Ah. Et TV-apparat som drar 5A vil eksempelvis da i løpet av 1 time ha forbrukt 5Ah av batterikapasiteten.
AGM (Absorption Glass Mat) teknologi vil si at batteriene er forseglet med svovelsyren absorbert i matter av fiberglass mellom blyplatene. Disse glassmattene sørger for at syren ikke forflytter seg inne i batteriet samtidig som syren sikres kontakt med blyplatene. Denne type batterier ble utviklet midt på 1980-tallet for militære formål. Batteriene kjennetegnes av lav indre motstand og ekstrem lav selvutladning og kan derfor lagres lenge før oppladingog de tåler stor utladning- og oppladningsstrøm. Det er intet syresøl forbundet med dem, de gasser ikke, de skal ikke fylles med destillert vann og de er tippsikre og kan monteres i alle posisjoner. De vil ikke lekke syre selv om batterikassen ødelegges. Det ideelle batteri for alternativ energi med andre ord - hadde det det bare ikke vært for prisen som er 2-3 ganger høyere enn for et standardbatteri med "våtsyre". I USA koster slike batterier mindre enn tilsvarene vanlige syrefylte batterier her hjemme. Det er noen som tar seg saftig betalt!! For eksempel et på 110Ah 12V med veiledende utsalgspris 3000 kr inkl.mva. Eller Gylling som tar kr 3425 for et 108Ah batteri som i USA i april 2005 kan fås for 960 kr, et 255Ah til kr 7840 koster i USA ca 2400 kr. De aller fleste AGM-batteriene er såkalt "rekombinerende", dvs. at oksygen og hydrogen atter danner vann INNE i batteriet. Denne prosessen er minst 99% effektiv, slik at praktisk talt intet vann tapes fra batteriet. Ladespenning er som for vanlige syrefylte batterier. For de som ønsker et helt vedlikeholdsfritt, forseglet, lekkasjefritt batteri som heller ikke kan fryse i stykker eller skade omgivelsene hvis det ødelegges, er AGM batterier trolig det beste valg. Holdbarheten er imidlertid ikke annerledes enn for vanlige syrefylte batterier. For de fleste vil derfor ordinære syrefylte batterier fortsatt være det beste og billgste valg.
Her ser du oppbyggingen av et AGM-batteri
Gele-celle-batteri. Er "gelebatteri" er en modifikasjon av det vanlige syrefylte standardbatteriet for bruk i bil eller båt. Slike batterier har en gelelignende tilsetning til elektrolytten (svovelsyren) for å minske bevegelse eller skvulping inne i batterikassen. Batteriet lekker ikke selv om kassen går i stykker. Gelbatterier er ømfintlige for ladestrøm >1/20 batterikapasitet (f.eks. >5A for et 100Ah batteri) og er mye mindre tolerante enn AGM eller vanlig syrefylte batterier for høy ladestrøm. Hurtiglading med høy strømstyrke forårsaker gassdannelse i elektrolytten og kan drepe batteriet med en enkelt slik lading. Slike batterier er en mellomting mellom AGM- og syrefylte batterier og jeg ville heller kjøpe en av de andre to typene fremfor et "gelebatteri."
"Våte", syrefylte batterier. Her finnes et stort utvalg "deep cycle" fritidsbatterier egnet for bruk i sol-, vind- og hydroenergi. Felles for alle er at de er fylt med skvulpende og etsende svovelsyre som har en lei tendens til å befinne seg på batteritoppen og på sidene. Vanligvis selges de som 12V utgave fra 60Ah til 150-200Ah. "Alle" batteriprodusenter har slike batterier. De selges også av bl.a. Biltema. Vekten kan bli så formidabel at det må to personer til for å bære, slik at løsningen er flere batterier som kables sammen. 12V batterier parallellkobles (alle plusspoler forbindes metallisk med hverander og alle minuspoler kobles sammen. En kabel fra en av plusspolene og en kabel fra en av minuspolene føres til regulatoren, slik det vises på nedestående bilde. De blå kablene kobler alle + poler sammen, de brune med sorte krympestrømper kobler alle - polene sammen.)
Strømshunten mellom minuspolen på batteriet og regulatoren måler ALL strøm som går inn og ut av batteriet. Du finner et nærbilde av denne shunten her. For slike 12V batterier som på bildet over, er det viktig å ha skikkelige polsko for å få ordentlig kontakt og for enkelt å kunne koble kabler med påloddede kabelsko til og fra. Jeg foretrekker den typen du ser på bildet over. Nedenfor finner du et nærbilde av en slik polsko med fabrikknavn RACO:
Trojans batterier har en bedre tilkobling mellom kabler og batteripol med maskinskrue gjennom batteripolen. Det ser slik ut:
En annen løsning kan være å koble 2 store 6V batterier i serie (fra pluss-pol på det ene til minuspol på det andre) for å få 12V. Flere slike "strenger" på 12V kan så kobles videre i parallell. Kraftige såkalte "golfbilbatterier" på 6V egner seg godt. Slike batterier er gjerne på 225Ah eller mer. Fire slike gir en fin 12V batteribank på ca. 450Ah. Hvert 6V batteri veier ca 30 kg. De tåler dyputladning til 20% restkapasitet, men det er bedre ikke å ta ut så mye. Det anbefales å forbruke inntil 50% av batterikapasiteten og bare unntaksvis forbruke 80%. Fra en slik 450Ah batteribank kan man da forbruke 225Ah, maksimalt 360Ah dersom det ikke skjer noen opplading i tillegg i løpet av brukstiden.
Hvor lenge holder batteribanken? Banken bør dimensjoneres for 4-5 dager uten opplading (vintermørke, regværsdager). La oss gå ut fra 450Ah som i eksemplet over. Med 80% utlading (som bare bør tas ut i nødsfall) kan man ta ut maksimalt 360Ah. Det blir 70-80Ah daglig. Da kan det være greitt å vite omtrent hvor mye de forskjellige strømkildene forbruker.
Her er noen estimater:
FargeTV: ca 5A.
Bærbar PC: ca 4-6A.
10W lyspære : 0,8A.
Radio/CD-spiller: 0,5-2A.
Liten reiseradio: 0,1-0,2A.
Et 90 liters 12V kompressorkjøleskap vil bruke 20-30Ah hvert døgn.
Hvis du ganger ampere med antall timer forbrukeren skal være i drift og summerer antallet forbrukere, burde det være enkelt å anslå hvor mange amperetimer du vil forbruke i døgnet. Regn med å bruke ytterligere 50% fordi kraftbehovet øker raskt.
Hvis et syrefylt batteri stelles godt, slik at syrestanden alltid er over blyplatene og batteriet ikke får stå delvis utladet mer enn i kort tid før det lades igjen og det aldri tas ut mer enn 50-60% av totalkapasiteten, bør et solstrøm- eller fritidsbatteri holde i 8-10 år. Som noen sier: "Solstrøm- eller fritidsbatterier dør ikke, de blir myrdet." Årsaken til tidlig kollaps er oftest gjentatte for store utladinger gjerne kombinert med for lavt elektrolyttnivå pga. for lite påfyll av vann, dessuten ofte utilstrekkelig opplading med for lav spenning, særlig vinterstid.
Verdt å huske på. Batteriene er gjerne så tunge at de uvegerlig kommer i kontakt med tøy når de skal forflyttes, med den konsekvens at det oppstår huller, i beste fall misfarging. Betrakt alltid et slikt batteri som syrebelagt, bruk gammelt tøy det ikke er så farlig med og bær ikke batteriet ved å holde under det med begge hender. Invester i noen par billige arbeidshansker i lær. Før du setter det på plass, vask sidene, topp og bunn grundig med mye vann. Fyll aldri vann på et batteri som ikke er fulladet og ha ikke for mye vann på. Når batteriet evt. gasser, har det en lei tendens til å flyte over hvis vannstanden er høy, og syren vil ødelegge metalloverflater, etse tøy og misfarge tre. Syresøl og fordamping av vann og hydrogen fra batteriet er et nødvendig onde og medfører regelmessig tilsyn og påfylling av destillert vann når syrestanden nærmer seg toppen av blyplatene. Som nevnt ovenfor, fyll bare vann på batteriet når det er fulladet.
Det finnes to produkter som kan redusere vannforbruket. Det mest elegante er Hydrocaps som erstatter proppene som dekker battericellene. De virker ved å rekombinere oksygen og hydrogen til vann, på samme måte som i et AGM-batteri. Hydrocaps er dyre, bør/må fjernes når batteriene skal overlades og de har begrenset levetid. De finnes meg bekjent heller ikke å få kjøpt i Norge og de passer best til batterier med bajonettfatning og må spesialbestilles (fra USA) til batterier med skrupropper. Hydrocaps reduserer vannforbruket med 90% eller mer. Hydrocaps ser slik ut:
Et annet produkt er Water Miser som skrus på batteriet på samme måte som Hydrocaps. Water Miser er billigere, reduserer vannforbruket med 50-60% og forhindrer søl på batteritoppen og behøver heller ikke å fjernes ved kontrollert overlading. Leveres muligens ikke med skrufatning. Water Miser ser slik ut:
Til belysning anbefaler jeg halogenpærer. Til soveværelser holder 5W, ellers 10W eller maks 20W. Slike pærer med G4 fatning (2 små stifter) kan kjøpes rimelig hos IKEA, Clas Ohlson eller Biltemea for noen få kroner stykket. Byggevarehus og hyttebutikker tar gjerne mange ganger den prisen.
Lysdioder (LED) kommer etterhvert, særlig som punktlyskilder. Diodene holder i praksis evig, opp til 100 000 timer. Prisen er (ennå) ganske høy. For tiden kanskje best i hånd- og hodelykter og som sykkelbelysning. Det selges diodelamper med G4 sokkel på 1-1,5W med opptil 27 LEDer som fint kan brukes som punktlyskilder, som lese- og arbeidslamper, men mindre egnet for generell belysning.
Inverter. Et slikt instrument har som navnet sier, til oppgave å invertere (vanligvis) 12V likestrøm til vekselstrøm, hos oss i Europa 230V. Nå ja, skikkelig sinuskurvet vekselstrøm blir det først fra de omformerne som er relativt dyre. Derfor snakker man gjerne om modifisert sinuskurvet spenning, eller kanskje heller modifisert firkantpuls. For hytte- og fritidsbruk er det greitt nok, TV, PC og andre vekselstrømbrukere fungerer sort sett bra også med modifisert sinusstrøm. Kjøleskapskompressorer er det litt verre med, det er rapportert at 230V AC motorskap ikke liker modifisert sinusspenning fra invertere. DC til AC omformere var dyre for få år siden, nå koster de fra noen hundrelapper. De minste leverer 150W, de største 800-900W opp til 1,5kW og mer - men da koster det penger og de suger batteriene tomme før man får sukk for seg. En hobbydrill, støvsuger eller elektrisk kjedesag krever så stor batteribank og stor omformer at det nok heller blir gunstigere å satse på et strømaggregat - men det tar dessverre nye plass, hva en inverter ikke gjør. En inverter på 300W er en kurant størrelse og kan drive mye, PC, TV apparat, mobiltlf, stereoanlegg osv. La ikke inverteren gå på tomgang uten last, den bruker fort 0,3-1A. Bruk av-og-på bryteren eller ta ut 12V pluggen. Slike invertere har innebygget kjølevifte som gir endel støy.
Firmaer som ELFA og Clas Ohlson selger invertere betydelig billigere enn "hyttefirmaer", vel også enn butikker som handler i båtutstyr. I april 2005 koster en 300W inverter eller vekselretter 1100 kr hos Clas Ohlson, 500 kr hos Biltema eller vel 800 kr hos ELFA. Vera har en 350W inverter til kr 1250. Belgiske Velleman har flere typer som byggesett, men det er ikke billigere enn å kjøpe ferdigbygget. Bildet nedenfor viser en grei og ganske rimelig 300W inverter (Genius) som leverer modifisert sinusspenning..
Oppdatert 18.06.2009
