Voor apparatuur dat op 230 volt AC werkt is een 12 volt DC naar 230 volt AC zuivere sinus omvormer nodig om energie te halen uit een semi-tractie accu 12 volt 100 ampère. De omvormer zet 12 volt gelijkspanning (DC=direct current) om in 230 volt wisselspanning (AC=alternative current). De energie om de accu op te laden wordt via een MPPT controller geleverd uit zonnepanelen.

Stap 1: De configuratie 

• Het aantal zonnepanelen.
• Accu capaciteit.
• Controller met wattage opbrengst display.
• Temperatuur controle sensor.
• Omvormer zuivere sinus.
• Kabel dikte van zonnepanelen naar controller.
• Kabel dikte van controller naar batterijen.
• Kabel dikte van batterijen naar omvormer.
• 230 volt AC energie verbruik meter.
• 12 volt DC accu status meter.
• Energie verbruik in uren per dag.

Voorbeeld opstelling per 24 uur 

• De apparaten werken op 230 volt.
• 10 spaarlampen 10 watt per stuk = 100 watt, 6 brand uren is 600 watt.
• Koffie apparaat 1000 watt, 15 minuten gebruik is 250 watt.
• PC 80 watt, 4 uur gebruik is 320 watt.
• LED TV 60 watt, 6 uur gebruik is 360 watt.
• Koel/vries combinatie 150 watt, met  gemiddeld verbruik 70 watt per uur. 24 uur is 1680 watt.

Stap 2: Omvormen 12 volt DC naar 230 volt AC

Het totale vermogen, als alle apparatuur gelijktijdig werkt, is 100+1000+80+60+150=1390 watt. Een 12 volt DC naar 230 volt AC 1500 watt zuivere sinus omvormer is dan minimaal nodig.

Stap 3: Welke accu in watt uur (Wh)

De capaciteit van de accu wordt opgegeven in Ah = Ampère-uren. Hoeveel uur kan de accu een bepaalde stroom leveren. In theorie kan een 100Ah accu 100 uur lang 1 ampère stroom leveren. Of 10 ampère gedurende 10 uur.

Ampère-uren omrekenen naar watt uren. Het vermogen of watt uur(Wh) = spanning(v) x stroom (a). 1 ampère bij 12 volt is 12 watt. Er kan 100 uur 12 watt geleverd worden. In 10 uur 120 watt. Of in 1 uur 1200 watt leveren.

Verbruik energie in watt uur (Wh).

• 10 spaarlampen : 10 x 10 watt x 6 uur = 600Wh
• 1 koffie apparaat : 1000 watt : 1/4 uur = 250Wh
• 1 PC : 80 watt x 4 uur = 320Wh
• 1 TV : 60 watt x 6 uur = 360Wh
• Koel/vries combi: 70 watt x 24 uur = 1680Wh
• Totaal Wh per dag = 3210Wh

Vermogen (W) = spanning (V) x stroom (A). Per dag met 12 volt accu’s wordt dan 3210Wh/12V=267,5Ah.

267,5Ah 12 volt / door 20=13,8Ah bij 230 volt.

Om 1 dag in de elektriciteit te voorzien, in theorie, zijn er 3 semi-tractie accu’s van 12 volt 100Ah nodig = 300Ah.

Echter:

Een semi-tractie lood accu mag kortstondig ontladen worden tot 30% of ontladen tot 11,5 volt. Niet lager! Ongeveer 50% aanhouden is de aanbevolen veilige marge voor de betrouwbare werking en de dubbele levensduur van 2 X1500 cycli = 3000 cycli van de semi-tractie accu!

Nodig zijn dan 6 parallel geschakelde semi-tractie 12 volt 100Ah accu’s om 50% van de 600Ah als 300Ah te benutten.

De accu spanning varieert tussen 11 volt en 14,6 volt DC bij het laden, daarom werken de meeste controllers ook als druppellader.  

Stap 4: Benodigde zonnepanelen

Bij volle zon, moeten de semi-tractie accu’s in 4 uur volledig worden opgeladen om de volgende dag te overbruggen. Per dag wordt er afgerond 3200Wh verbruikt. De capaciteit van de zonnepanelen moet dan  3200Wh/4 uur = 800 watt zijn. Bij 2 uur volle zon 3200Wh/2 uur = 1600 watt. Het vermogen van de panelen wordt opgegeven in theoretisch maximaal haalbaar vermogen.

Stap 5. Benodigde laadregelaar

Een PWM of een MPPT laadregelaar aansluiting op een 12 volt 100Ah semi-tractie accu.

PWM

Een PWM laadregelaar werkt onder het optimale werkpunt van de zonnepanelen. PWM regelaars trekken de stroom uit zonnepanelen naar de accu-voltage en hebben daardoor vaak een lager rendement. PWM regelaars laden met een lagere laadstroom dan MPPT regelaars. De meeste PWM regelaars zijn beperkt tot 40 á 45 volt als ingangsspanning.

MPPT

Een MPPT laadregelaar is nodig om zonnepanelen met hoge werkspanningen goed te laten werken. MPPT = Maximum Power Point Tracking. Deze regelaar zoekt naar het optimale werkpunt van de zonnepanelen (spanning/stroom) en converteert deze energie optimaal naar de lagere accu spanning. 

De MPPT regelaar 60 ampère met automatische herkenning van 12 volt en 780 watt als maximale VOC (PV input voltage) kunnen een hogere ingangsspanning aan tot 150 volt. Bij het 12 volt DC systeem kunnen o.a. 2 grote zonnepanelen van maximaal 360 watt in serie worden aangesloten of andere combinaties die onder (!) de ingangsspanning van 150 volt blijven of parallel geschakeld en onder (!) de 780 watt vermogen blijven.

Zowel de PWM als de MPPT laadregelaar moeten het vermogen aan kunnen welke geleverd vanuit de zonne panelen. De laadregelaar is gestabiliseerd op de ampère waarde.

• Een laadregelaar van 10a is tot 120w aan zonnepanelen.
• Een laadregelaar van 20a is tot 240w aan zonnepanelen.
• Een laadregelaar van 30a is tot 360w aan zonnepanelen.
• Een laadregelaar van 40a is tot 480w aan zonnepanelen.
• Een laadregelaar van 50a is tot 600w aan zonnepanelen.
• Een laadregelaar van 60a is tot 720w aan zonnepanelen.

Stap 6. Benodigde kabels

De bekabeling is van essentieel belang voor de goede stroom doorstroming en warmte afvoer. De PV kabel 6 mm (4 mm draaddikte + 2 mm manteldikte) voldoet aan de gestelde eisen voor zowel de aansluiting van de zonnepanelen naar de controller en van de controller naar de accu. De verbinding van de zonnepanelen naar de controller is 6 mm de kabeldikte. De verbinding tussen de parallel geschakelde semi-tractie 12 volt 100ah accu’s is de draaddikte 6 mm per meter voor een set van 2 accu’s. Voor 2 x 2 sets bestaat de gekoppelde doorvoerkabel per samengestelde meter uit 2 kabels van 6 mm = 12 mm aan kabeldikte als eindkabel. De lengte van de (koper en/of legeringen) kabels zo kort mogelijk houden om het energie verlies te beperken. Overbruggen meer dan 2 meter vereist een dikkere kabel. 

Accu koppelingen 

Set. Een set bestaat uit 2 accu's van 12 volt 100Ah.

Bank. 2 sets is een 12 volt 400Ah bank (4 accu’s van 12 volt 100Ah parallel geschakeld). 

Een bank worden gekoppeld aan een bank. De bank kan voorzien worden met een zekering voor de aansluiting op een (zuivere sinus) omvormer.

Stap 7. Berekening zekering

Het continue maximale vermogen dat een apparaat verbruikt delen door de accu spanning.

Een 12 volt naar 230 volt zuivere sinus omvormer van 1500 watt als continue vermogen, wordt aangesloten op een accu van 12 volt. De maximale stroom is 1500/12=125 ampère. Dan wordt een zekering met een hogere weerstand gebruikt van 150 ampère.

Samenvatting:

De apparatuur uit het voorbeeld verbruikt 3200 watt gedurende 1 dag. 4 uur volle zon is nodig om met de zonnepanelen maximaal de semi-tractie 12 volt 100Ah accu’s weer volledig op te laden.

Benodigd:

• Capaciteit zonnepanelen tot 780 watt.
• 6 semi-tractie accu’s 12 volt 100Ah is 600Ah. Gebruik 50% van de capaciteit is 300Ah. Of ontladen tot maximaal 11,5 volt. 
• 1 MPPT 12/24 volt laadregelaar van 60 ampère.
• Een 1500 watt omvormer (of hoger).
• Bekabeling met mantel oplopend van 6 mm en 12 mm dikte.
• Een 230 volt AC energie verbruik meter.
• Een 12 volt DC accu status meter.