Kun mökille on valittu sopiva määrä aurinkopaneeleita, edessä on asennusvaiheen suurin pähkinä: miten ne johdotetaan toisiinsa? Vaihtoehtoja on kaksi: kytketäänkö paneelit peräkkäin jonoon (sarjaan) vai vierekkäin rinnakkain (rinnan)?
Tämä valinta ei ole pelkkää johdoilla leikkimistä, vaan se määrittää sen, kuinka aikaisin aamulla heräät keittämään kahvia aurinkosähköllä ja kuinka paksua kaapelia joudut vetämään katolta akuille.
Katsotaanpa selkokielellä, mitä eroa näillä on ja miksi moderni Victron MPPT-säädin rakastaa korkeampaa jännitettä.
Lyhyt sähköoppitunti (ilman kaavoja!)
Ennen kuin kosketaan johtoihin, muistetaan yksi nyrkkisääntö aurinkopaneeleista. Jokainen paneeli tuottaa jännitettä (Voltteja, V) ja virtaa (Ampeereita, A).
- Sarjaankytkentä kasvattaa jännitettä (V), mutta virta (A) pysyy samana.
- Rinnankytkentä kasvattaa virtaa (A), mutta jännite (V) pysyy samana.
Kuvittele paneelit vesiputkina: sarjaankytkentä tekee putkesta korkeamman (enemmän painetta/jännitettä), kun taas rinnankytkentä tekee putkesta paksumman (enemmän vettä/virtaa).
Sarjaankytkentä: Se moderni ja tehokas tapa
Sarjaankytkennässä ensimmäisen paneelin plus-johto kytketään seuraavan paneelin miinus-johtoon. Paneelit muodostavat yhden pitkän ketjun.
Jos kytket kaksi kappaletta tyypillisiä suuria 430W paneeleita (esim. n. 50V avoimen piirin jännite / 10A virta) sarjaan:
- Jännite tuplautuu: 50V + 50V = 100V
- Virta pysyy samana: 10A
Miksi MPPT-säädin rakastaa tätä?
Moderni Victron SmartSolar MPPT -lataussäädin on älykäs laite, mutta se tarvitsee käynnistyäkseen pienen ”potkun”. Jotta MPPT-säädin alkaa ladata akkua, paneelien jännitteen täytyy olla vähintään 5 Volttia korkeampi kuin akun jännite. Kun lataus on käynnissä, jännitteen on pysyttävä 1 V akkujännitettä korkeammalla.
Jos sinulla on 12 Voltin akkujärjestelmä ja pienet paneelit rinnan (jännite vain 20 V), pilvisellä säällä tai aamun sarastuksessa paneelien jännite kyykkää helposti alle vaaditun rajan. Säädin menee ”nukkumaan”, eikä latausta tapahdu.
Kun samat pienet paneelit ovat sarjassa (40V), jännite pysyy reilusti akkujännitteen yläpuolella, vaikka taivas olisi harmaa kuin suomalainen sielunmaisema marraskuussa. Lataus alkaa aikaisemmin aamulla ja jatkuu pidempään illalla.
Toinen iso etu: Ohuet kaapelit
Koska virta (Ampeerit) ei nouse, voit tuoda sähkön katolta säätimelle ohuemmalla kaapelilla ilman, että matkalle syntyy suuria tehohäviöitä. Tämä säästää selvää rahaa kaapelikaupassa.
Rinnankytkentä: Kun varjoista tulee vihollinen
Rinnankytkennässä kaikkien paneelien plus-johdot yhdistetään toisiinsa (usein MC4-haaroittimilla) ja kaikki miinus-johdot toisiinsa.
Jos kytket ne samat kaksi 430W paneelia rinnan:
- Jännite pysyy samana: 50V
- Virta tuplautuu: 10A + 10A = 20A
Milloin rinnankytkentää käytetään?
Rinnankytkennän suurin etu on varjojen sietokyky. Jos mökin lähellä on puu, joka varjostaa iltapäivällä vain toista paneelia, rinnankytkennässä se toinen paneeli porskuttaa edelleen täydellä teholla.
Sarjaankytkennässä yksi varjoon jäävä paneeli voi pahimmillaan jarruttaa koko ketjun virrankulkua.
Varjopuoli (kirjaimellisesti): Paksua kuparia kaivataan
Koska Ampeerit (20A) tuplautuvat, tarvitset katolta säätimelle huomattavasti paksumpaa kaapelia. Jos johto on liian ohut, sähkö muuttuu matkalla lämmöksi ja paneelien tuotto valuu hukkaan ennen kuin se pääsee edes akkuun asti.
Yhteenveto: Kumpi valitaan mökille?
Suurimmassa osassa moderneja mökkijärjestelmiä sarjaankytkentä (tai useamman paneelin sarjojen kytkeminen rinnakkain, eli hybridi) on voittava valinta, koska se ottaa Victron MPPT-säätimen hyödyt täysillä irti.
Valitse sarjaankytkentä, jos:
- Katolle paistaa aurinko esteettömästi ilman jatkuvia puun varjoja.
- Haluat parhaan mahdollisen hyötysuhteen irti pilvisellä säällä, keväällä ja syksyllä.
- Paneelien ja lataussäätimen välimatka on pitkä (säästät kaapelin paksuudessa).
Valitse rinnankytkentä, jos:
- Osa paneeleista jää väistämättä varjoon eri aikoihin päivästä.
- Käytät vanhemman tekniikan PWM-lataussäädintä (joka ei osaa hyödyntää korkeaa jännitettä). Minkä tosin toivomme sinun jo vaihtaneen Victronin MPPT-malliin!
Huomioi aina säätimen rajat! Kun kytket paneeleita sarjaan, varmista ettei paneelien yhteenlaskettu avoimen piirin jännite (Voc) ylitä koskaan lataussäätimen maksimijännitettä. Esimerkiksi Victron SmartSolar MPPT 100/30 kestää enintään 100 Voltin jännitteen. Suomen talvipakkasilla paneelien jännite nousee entisestään, joten jätä aina hieman pelivaraa!