Deras batterianläggning ger villan ödrift i tre dagar

Sven och Therese Forsberg har designat en batterianläggning som gör att deras stora villa klarar av ett strömavbrott tre dagar mitt i vintern.

När paret Forsberg bestämde sig för att kunna försörja sitt hus med el också vid strömavbrott fanns redan en solanläggning på taket och en växelriktare från SMA som tog hand om konverteringen från lik- till växelström. Så valet av tekniklösning för energilagring dikterades av att den utrustning de satsade på skulle fungera också ihop med befintliga tekniken.

– Vi har egen brunn och ett eget litet reningsverk på fastigheten så möjlighet till självförsörjning av el var ett måste för oss. Minimikravet var att vi skulle kunna klara oss på egen el minst tre dagar om vintern – givet att vi drog ner lite på förbrukningen, genom att till exempel stänga av värmepannan, berättar Therese Forsberg.

En bärande tanke var att paret Forsberg skulle designa sitt system med befintlig och beprövad teknik som redan fanns på marknaden. De är båda utbildade civilingenjörer i elektronik, Therese med fokus på hårdvara och Sven på programvara och system. Så kompetensen fanns på plats för att bygga en smart batterilösning som levde upp till deras krav.

Flera sätt att tjäna pengar på batterier:
Maxad intjäning på batterilagret

– Ett speciellt systemkrav som vi satte upp var att vår lösning skulle vara flexibel, poängterar Sven Forsberg.

Forsbergs såg tre huvudsakliga användningsområden framför sig. Systemet skulle primärt användas för energilagring – för att spara solel under dagen och plocka ut den igen när solen gått ner, men också för att utnyttja möjligheten med timtaxa att köpa billig el från elnätet när timpriset är lågt och sälja tillbaka den under högpristid.

– Och så var det det här med reservkraft och ödrift. Vår anläggning är inte designad för att ständigt kunna vara bortkopplad från nätet, det man kallar ”off-grid”, utan för att fungera som backup vid strömavbrott, framhåller Sven Forsberg. Och, tillägger han, dessutom ville vi att anläggningen skulle kunna styras för att kapa effekttoppar den dag vårt elnätsbolag inför effekttaxa.

På huset finns tre grupper av solpaneler. Två grupper, om vardera 21 paneler är traditionellt AC-kopplade och monterade i östlig respektive västlig riktning. De är delade i två strängar och har tillsammans en effekt på 13,23 kWp. Växelriktaren är på 8 kW och klarar anläggningen tack vare att panelerna är riktade i två olika väderstreck.  

Den tredje gruppen har nio paneler som är DC-kopplade direkt till fastighetens batterilager. Så i stället för en växelriktare behöver de en så kallad MPPT, en sorts optimerare som samtidigt är en DC/DC-omvandlare. Dessa paneler är riktade mot morgonsolen och fördelade i tre strängar för att hantera en passerande skugga. De har en totaleffekt på 2,88 kWp. 

Mer om skugga över solpaneler:
Skuggprofessorn: ”Det finns flera olika sätt att minska skuggningens effekter.”

– Den här gruppen spelar en viktig roll för batterianläggningen genom att den förhindrar att växelriktaren stängs ner om batterierna urladdats helt under natten när anläggningen befinner sig i ödriftsläge, förklarar Therese Forsberg. I ett sådant fall skulle frånvaron av AC-frekvenser annars också leda till att inga solceller kan producera el för att ladda om batterierna, tillägger hon.

Med det här upplägget är det också möjligt att exportera energi till nätet från batterilagret, via de tre växelriktare som installerats för batteriernas skull.

– Eftersom vårt batterilager består av sexton Pylontech-batterier på tillsammans 35,2 kWh, valde vi tre växelriktare av märket Victron MultiPlus-II, som i trefaskonfiguration ger 3×5 kW. De har inbyggd nätanalysator och transferswitch som känner av om ett strömavbrott inträffar och slår över till ödrift, förklarar Sven Forsberg. Styrningen av alltsammans sker med hjälp av en Victron CCGX, en hub för styrning, översikt och kombination. 

Eftersom Forsbergs har fler än åtta batterienheter krävs en särskild batterihub. Kommunikationen mellan de olika enheterna sker via CAN-buss eller RS-485 genom vanliga nätverkskablar. 

– Vi kan sätta önskade parametrar direkt på styrenheten, som har en stor display, eller trådlöst via ett Wi-fi interface till mobilen, säger Sven Forsberg.

Några tips om ödrift:
Här är kraven som ställs för ödrift

För säkerhets skull har Forsbergs också satt in en manuell reservkraftsomkopplare i systemet. Den har fem användbara lägen; 

• El från nätet gör det möjligt att hantera husets elanläggning som vilken annan som helst, batterierna är bortkopplade

•  Batterilagring utan backupfunktion används om man vill flytta solel till natten eller billig nattel till dagen. Skulle strömmen gå slår man bara om lastbrytaren till backupläge. Bra också om man vill hinna slå av laster innan övergång till ödrift.

• Elnätet bortkopplat, ödrift. För den som vill stresstesta systemet eller jäklas med nätägaren…

• Batterilagring med automatisk backupfunktion, UPS.

• Hus, växelriktare och elnät frånkopplade från varandra. Bra när det ska utföras elarbeten i huset, eftersom det då är helt strömlöst.

All teknik för batterianläggningen är samlad i ett teknikrum på vinden. Det är placerat nära de nio DC-kopplade solpanelerna och deras MPPT. 

– Det är viktigt att växelriktaren sitter nära batterierna, framhåller Sven Forsberg. Och att rummet är försett med varningsskyltar och barnsäkert dörrlås, tillägger han.

Bäst för back-up:
Off-grid-Andreas: ”Jag rekommenderar ingen som redan är inkopplad på nätet att kapa tråden”

Nu är batterianläggningen färdigbyggd och testkörd. Sven och Therese Forsberg kan konstatera att den lever upp till deras förväntningar. Den klarar alla de krav som ställdes upp från början. Huruvida investeringen på totalt 251 000 kronor efter statligt stöd är lönsam eller ej är omöjligt att sia om, med tanke på den osäkra elprisutvecklingen, men tryggheten med att kunna klara huset i ödrift i flera dagar motiverar ändå det hela.