Ett rent off grid-system innebär att det inte har någon kontakt med det vanliga elnätet (grid: eng. för nät). Ett typiskt off grid-system är en enkel uppkoppling i en stuga för att få el till lite belysning och kanske ett kylskåp och en vattenpump.

I stort är systemet lika som i ett villasystem, se Solcellsystem. Delar som ingår är

• Minst en solcell
• Ett montagesystem
• Kablage
• En regulator, eventuellt en växelriktare
• Anslutning till förbrukare
• Batterier

Stora skillnaden mot ett villasystem är batterierna. Batterierna laddas av solcellen/erna på dagen. På kvällen och natten tas energi från batterierna, så solcellen och batterierna behöver vara dimensionerade efter hur mycket el du behöver. Mer om det under Dimensionering.

Principen är annars att en eller flera solceller monteras med lämpligt stativ där du vill ha dem, på taket, väggen eller marken. Kablar dras till en regulator som sköter laddningen av batterit och förser elförbrukarna med stabil 12 V. Med en växelriktare kan man sedan också få 230 V.

Solcellen eller solcellerna

Solcellsystem som är avsedda för en stuga levereras normalt med en solcellspanel och ett väggfäste. Specialfästen finns också för båtar och husvagnar.

Solceller finns från några 10-tal watt och några dm i fyrkant upp till paneler som levererar över 400 watt och tar upp 1 x 2 m. Den vanligaste storleken som monteras på hus är 1 x 1,7 m och levererar 340 till 380 watt. Dessa tillverkas i mycket stora mängder och har det bästa priset per watt. Mindre paneler kan faktiskt vara dubbelt så dyra och ge halva effekten, men är utrymmet begränsat har man kanske inget val.

En standard panel på, säg, 375 watt räcker till att driva en del belysning, ett kylskåp och en vattenpump sommartid.

Vill man ha mer effekt monterar man lämpligen flera paneler på taket på samma sätt som på en villa.

Regulatorn

Solceller levererar normalt 12 – 40 V och 50  – 400 W beroende på storlek. Verklig levererad effekt beror sedan på solinstrålningen. Regulatorns huvudjobb är att reglera dessa variationer till en jämn spänning till dels batterit, dels förbrukarna.

Regulatorn skyddar också batterit, dels mot för hög laddström, dels mot för djup urladdning. Den brukar också ha flera laddprogram, t.ex. snabbladdning efter en djupurladdning, underhållsladdning och en trimladdning som är en urladdning sedan kraftig uppladdning, typiskt en gång per månad. Detta ”rör om” lite och förhindrar beläggningar på elektroderna och förlänger batterits livslängd.

Regulatorer finns i många storlekar och framförallt av två typer: PWM och MPPT. Enkelt kan man säga att PWM är enkelt och billigt och lämpar sig för de minsta panelerna. MPPT är mycket effektivare men runt dubbelt så dyrt. Det lönar sig dock på lite större paneler när spänningen måste anpassas från kanske 30 V till batterits 12 V. Alternativet vore fler paneler och batterier.

En dyrare regulator skyddar också batterit bättre. Att behöva byta batteri kan bli en dyr historia.

Vill du veta mer se Regulatorer.

12 V

Ett litet system kan med fördel använda 12 Volt. Det finns numera gott om 12 V-drivna apparater, som kylskåp, TV-apparater, kaffekokare mm. 12 V används i princip i alla bilar och är vanligt i båtar, husvagnar och lastbilar, och 12 V batterier är den vanligaste storleken.

Fördelen är att det är enkelt och kan monteras av obehöriga om man håller sig till lägre effekter. Det finns gott om elprylar för 12 V på mackar, Biltema, Kjell&Co och liknande affärer.

Nackdelen är att det är likström så man måste hålla reda på + och -. Vänder man på polariteten fungerar inte apparaten och kan i värsta fall skadas, men de flesta apparater har skydd för felanslutning.

Väggkontaker för 12 V kan vara lite svårare att få tag på men finns hos leverantörer för fritidsutrustning och off-grid-system. Väggkontakterna ser ut som vanliga uttag och stickproppar men ett stift är tunt och ett är tjockt så att de inte kan vändas fel. Kontaktera går inte in i 230 V-uttag.

Det behövs också kraftigare kablar, mycket kraftigare. Med lägre spänning krävs mer ström för att få samma effekt (effekt = ström x spänning, eller P = I x U), och det är strömmen som bestämmer kabelarean.

24 V

24 V är en kompromiss; strömmen blir lägre och regulatorer brukar klara både 12 och 24 V. Lastbilar har ofta 24 V. Men det kan vara svårare att få tag på apparater för 24V.

230 V

En växelriktare kan anslutas som skapar vanlig 230 V växelspänning.

En mindre växelriktare kan anslutas direkt till batterit och fungera parallellt med ett 12 V- system. Det kan t.ex. vara lämpligt för en vattenpump som drar stor effekt men inte så ofta.

Men växelriktaren kan också driva hela elsystemet. Då kan det vara bra att hitta en regulator som har en integrerad växelriktare. Dessa kallas ofta för hybridväxelriktare.

Fördelen med ett 230 V-system är uppenbar; vanliga elapparater och elkomponenter kan användas. Kablaget blir smidigt.

Nackdelen är att en kraftig växelriktare behövs. Den drar även en del effekt på tomgång, d.v.s. även om ingen förbrukare är påslagen.

Anslutning till förbrukare

Regulatorn har ett 12 V uttag avsett för elförbrukare (lampor, mobilladdare mm). Därifrån drar man ut ett elnät till fast anslutna lampor mm, alternativt till vägguttag.

Elnätet bör dock gå via säkringar. Det finns små elcentraler med automatsäkringar och en huvudbrytare avsedda för detta.

Batterit

Batterier är en hel värld för sig och det finns flera specialbutiker för det. Det finns mycket bra skrivet på webben så jag gör bara en kort sammanfattning här.

Batteriet eller batterierna är den dyra delen i ett off-grid-system och kan typiskt stå för halva kostnaden. De kan också snabbt förstöras om de hanteras fel, så det är värt att lägga ner lite tid på att lära sig hantera dem rätt.

Seriellt eller parallellt

Två 12 V batterier som kopplas parallellt ger fortfarande 12 V men de kan lagra och ge dubbelt så mycket energi.

Två 12 V batterier som kopplas seriellt ger 24 V – om nu resten av systemet klarar det.

Batterier finns framförallt av tre typer

• Syra-bly
• AGM elle gel
• Litium-jon

Den första typen är som vanliga bilbatterier. De har en batterisyra som kan behöva fyllas på. För off-grid bör man dock välja s.k. fritidsbatterier som ser ut som bilbatterier men klarar fler ur- och uppladdningscykler. I gengäld klarar de inte att ge stor effekt under kort tid som krävs av t.ex. en startmotor.

Syrabatterier kan avge knallgas och bör därför stå i ett välventilerat utrymme.

AGM och gel är också blybatterier men syran är bunden i något medium. I AGM-batterier används en porös duk medan gelbatterier har en massa, en trögflytande gel. Dessa batterier klarar en måttlig belastning under längre tid, åldras inte lika snabbt som syrabatteriet och klarar mer än dubbelt så många laddcykler. Rätt hanterade kan de användas i 10 år eller mer.

AGM- och gelbatterier är underhållsfria och helt täta och kan därför stå inomhus. De är också okänsliga för hur de vänds.

Blybatterier av alla typer bör inte laddas ur mer än 40%. Skulle det hända förkortar man batterits livsläng. Sker det ofta kan det vara svårt att ladda upp det igen till full effekt.

Litium-jon (Li-io)-batterier är dubbelt så dyra som blybatterier med samma effekt. I gengälld klarar de mycket fler laddcykler och kan laddas ur upp till 80% utan att ta skada. Så trots priset så lönar de sig på sikt.

Värme är alla batteriers fiende. Rumstemperatur är OK, men skulle det värmas till 40˚ förkortas deras livsläng rejält.

Kyla förlänger livslängden, men ett kallt batteri kan inte leverera så stor effekt och är trögare att ladda. Kemin i batterit blir helt enkelt långsammare.

Viktigt att tänka på är att batterier har en egenurladdning, d.v.s. att de sakta laddas ur även om inget är anslutet. Så för att undvika djupurladdning när stugan står tom bör solcellerna och regulatorn alltid vara inkopplade till batterit. Huvudbrytaren ska bara bryta bort elförbrukarna.