Solcellslampa

Solen laddar upp batteriet. När mörkret faller tänds lampan antingen manuellt eller via ett enklare skymningsrelä alternativt en rörelsedetektor. Det är genialt och du kan hitta solcellslampor till mycket fördelaktiga priser. Som allt här i världen skiljer sig emellertid kvaliteten åt mellan olika produkter.

Vad skiljer mellan solcellslampor?

De flesta tillverkas i Kina där prioriteringen är stora volymer för att pressa ned priserna. Det är därför ett antal egenskaper att ta hänsyn till:

• Är solcellspanelen underdimensionerad på något vis så tar det längre tid att ladda batteriet.
• Har batteriet för låg effekt påverkar detta tiden lampan lyser. Lampans effekt måste också matcha både solcellspanelen och batteriet.
• Är lampan för stark (högt antal watt) i förhållande till batteri blir det kortare lystid.
• Det är stor skillnad kring Ekvatorn och ovan Polcirkeln.

Hur påverkar detta oss i Sverige? Det är stor skillnad mellan till exempel Kiruna och Ystad. Sommartid innebär sällan problem men däremot vintertid. Kiruna har polarnatt under en period vilket innebär att solen inte stiger upp över horisonten. I Ystad stiger alltid solen över horisonten men fortfarande är det kortare dagar än till exempel kring Ekvatorn. Allt detta innebär att sommartid har andra förutsättningar än vintertid. Alla ni som har egen erfarenhet av solcellslampor vet att de sällan lyser under vintern. Detta får vi antagligen acceptera även om vi i många fall önskar en lösning för vintern. I princip räcker ett litet batteri och en liten solcell på sommaren medan vintern kräver både ett stort batteri och en stor solcell.

Vad händer då dygnets ljusa tid blir kortare?

Kortare dagar innebär kortare tid för att ladda batteriet. Med en liten solcellspanel (låg effekt) krävs längre tid för laddning än med en större solcellspanel. Detta innebär att en större solcellspanel snabbare laddar batteriet fullt och därmed förlänger en solcellslampas funktion när höstmörkret infaller.

Ett litet batteri laddas ju upp snabbare än ett större batteri med samma solcellspanel. Samtidigt är det ju viktigt att batteriet är tillräckligt effektfullt för att tillåta att solcellslampan lyser hela den mörka delen av dygnet. Skillnaden mellan Kiruna och Ystad har en betydande skillnad. Eftersom solen går upp under hela året i Ystad bör dimensionering av storleken på batteri, lampa och solcell ta hänsyn till vilken effekt ett batteri behöver ha för att en lampa ska lysa under den längsta natten på året samtidigt som batteriet laddas upp tillräckligt under årets kortaste da (samma dag). Kiruna har andra förutsättningar eftersom batteriet ska försörja en lampa under hela polarnatten vilken i Kiruna innebär 25 dagar. Detta innebär ju ett relativt sett väldigt stort batteri. När polarnatten börjar har tiden före inneburit korta dagar med få ljusa timmar. Även tiden efter polarnatten innebär ju korta dagar. Allt detta tillsammans innebär ett behov av en stor solcellspanel.

Dimensionera en solcellslampa

Går det att räkna ut hur stort batteri respektive solcellspanel som behövs i Kiruna respektive Ystad? Det gör det säkert men det finns ingen optimal metod. En viktig osäkerhet är ju trots allt antalet soltimmar eftersom molniga dagar inverkar på laddeffekten. Det är därför en fördel att förenkla. I ett enkelt räkneexempel använder vi följande:

Lampans effekt (P)=1 W, späning (U)=12 V, I=strömstyrka som mäts i ampere, t= tid i timmar.
Formler: P=U*I, För att få batteriets kapacitet C=I*t

Kiruna

I=P/U => 1 W/ 12 V= 83mA

Polarnatten i Kiruna är 25 dygn vilket motsvarar 624 timmar (h)

C=I*t => 83 mA * 624 h = 52Ah.

Detta innebär att ett fullt laddat batteri på 12 V kan låta en lampa på 1 W lysa i 25 dygn. Nu är det ju så att ett batteri inte ska laddas ur och det var kanske heller inte fulladdat när polarnatten startade. Om vi multiplicerar batteriets kapacitetstal med en kapacitetsvariabel får vi önskad kapacitet på batteriet. Detta innebär:

C(med marginal) = C * 2 (kapacitetsvariabeln) => 52 * 2 = 104 Ah. Ett stort batteri för en liten lampa….

Ystad

Samma förutsättningar som Kiruna, dvs I=P/U => 1 W/ 12 V= 83mA

Stora skillnaden är att längsta mörka perioden är (nästan) 17 h som infaller kring den 22 december.

C=I*t => 83 mA * 17 h = 1,4 Ah. En stor skillnad mot Kiruna. Om vi multiplicerar batteriets kapacitetstal med en kapacitetsvariabel, på samma sätt som för Kiruna, får vi önskad kapacitet på batteriet. Detta innebär C(med marginal) = C * 2 (kapacitetsvariabeln) => 1,4 * 2 = 2,8 Ah. Eftersom det finns laddningspotential varje dag blir storlek på solcellspanelen intressant. På 7 h ska solcellspanelen kunna ladda 2,8 Ah. När vi läser om solpaneler är det oftast under bästa förutsättningar. Det kan stå i teknisk dokumentation att ”Generellt producerar en solpanel under sommartid MaxA(max ström) x4 per dygn.” Om vi då vill ha 3 Ah så behöver solpanelen vara 0,75 A(MaxA) under sommaren. Hur är det då under vintern? Fritt spekulerat bör det vara MaxA x 2 per dygn vilket innebär 1,5 A(MaxA) på solpanelen. I en 12 voltsmiljö bör ju detta motsvara minst 18 W (12 V x 1,5A).

Slutligen

Exakt dimensionering är svårt utan många aktörer som arbetar med solceller baserar en hel del på erfarenhet. Vi kan konstatera att om vi önskar använda en solcellslampa året-runt så krävs ett ordentligt batteri och solcellspanel. Skillnaden mellan Kiruna och ystad är rejäl och frågar blir om det är värt att eftersträva året-runt-användande. Många av oss kan säkert nöja sig med de enklare solcellslamporna och att de slutar fungera under hösten och en stor del av vintern.

Vi lär oss ständigt och har du synpunkter eller vill komplettera med något kan du skicka ett mail till contact@independentsystems.se