Kundeservice +47 55 50 91 50
Energisystemer og lading
-
Nettverk
-
Koaksialkabel og kontakter
-
SFP for alle behov
-
Energisystemer og lading
-
Datasenter og serverhaller
-
IP-alarm og fjernkontroll
-
Testing og verifisering
-
Ergonomi og komfort
-
Maksimal fremkommelighet i nettverket
-
Tryggere miljøer
-
Kundetilpassede løsninger
-
IoT – Internet of Things
-
Tilbehør og grensesnitt
-
AV over IP
Lagre strøm for å beskytte boligen eller virksomheten din mot strømbrudd
Vår avhengighet av strøm
I dag tar vi strøm for gitt, og det trenger ikke å gå mange strømløse minutter før utfordringene begynner å hope seg opp. Vi har problemer med å holde varmen i huset, kjøleskap/fryser fungerer ikke, hvordan lager vi mat? Elbilen kan ikke lades og sist men ikke minst, hver barnefamilies mareritt, ingen Wi-Fi!
Selv arbeidsplassene våre er sårbare for strømbrudd, et strømbrudd på 10-20 minutter er ofte ikke noe problem takket være reservestrøm, men hvis strømbruddet varer mye lenger enn det, begynner det å bli veldig vanskelig, serverne stenger ned, kassene i matbutikken fungerer ikke, tilgangssystemer, elektriske døråpnere osv. slutter å virke.
Mange deler av vår sentrale infrastruktur i byene er bygd for å tåle 2-3 timers strømbrudd, men hvis vi ikke kan kommunisere med serverne fra arbeidsplassen vår, er det en mager trøst.
Strømbrudd slik vi kjenner det, er vanligvis et resultat av uvær og stormer der trær faller over strømledninger, eller når en gravemaskin ved et uhell graver i stykker en kabel. I det siste har vi imidlertid lest og hørt om et "nytt" konsept, nemlig strømrasjonering. Noe som delstaten California faktisk ble tvunget til å innføre så sent som på begynnelsen av 2000-tallet, da hele kvartaler ble stengt etter en planen, blant annet i IT-bransjens sentrum Silicon Valley, Mountain View og Palo Alto, noe som påvirket flere viktige næringer som Intel, MIPS, Apple, HP osv. med gigantiske produksjonsforeninger som resultat.
I denne artikkelen forklarer vi hvilke former for teknologi som finnes for å lagre strøm både med og uten solceller, og hvordan du kan beskytte bedriften eller boligen din mot strømbrudd og strømrasjonering, og hvordan du regner for å dimensjonere dette.
Hvorfor får vi strømbrudd når vi mangler strøm?
Som regel ligger dette spørsmålet rett under overflaten når man snakker om strøm. Svaret blir vanligvis vinket bort som en selvfølge, og spørsmålsstilleren står med minst like mange spørsmålstegn som før.
Et forenklet svar fra et så komplekst system er at strøm produseres i 1 til 1-forhold mellom den som forbruker og den som produserer strøm. Hvis du bruker 10 kW, må strømprodusenten produsere nøyaktig like mye -10 kW (tap osv.ikke inkludert), og hvis forbrukeren trenger 12 kW i stedet, vil det med lynets hastighet bli produsert ytterligere 2 kW, og slik vil det fortsette til du kommer til det punktet der det ikke er mer energi tilgjengelig, da vil generatorene bli slått av for ikke å bli overbelastet.
En del som styrer dette nettverkets frekvens på 50 Hz. Det betyr at strømmen veksler 50 ganger per sekund mellom pluss og minus. På det tidspunktet generatorene som er koblet til et strømnett, ikke lenger kan produsere den etterspurte strømmen, vil frekvensen gå ned, og da vil den falle til et slikt nivå at den ikke lenger er brukbar strøm.
Sammenligningen kan foretas når du kjører bil opp en bratt bakke. Hvis bakken er for bratt, vil motoren ikke lenger kunne holde opp ønsket turtall og hastighet, og bilen vil gå saktere og til slutt stoppe.
Ved dimensjonering av batterilagring er det viktig å ta hensyn til dette fordi du da driver ditt eget lille lokale strømnett. Den lagringsløsningen man velger, må være kraftig nok til å kunne drive de tingene du ønsker å kunne bruke under strømbruddet.
Så hva skal du tenke på etter et strømbrudd?
Ved strømbrudd er det lett å tenke at det bare er å sitte rolig og vente på at strømmen kommer tilbake. Det er jo sant, men hvis du lar alle maskinene dine være slått på, vil det bli en svært kraftig belastning på strømsystemet i det øyeblikket strømmen kommer tilbake.
Selv større datasentre kan møte de samme overbelastningsproblemene når servere, disksystemer, svitsjer, lys, kjøleaggregat osv. starter opp samtidig, og du risikerer da et lengre strømbrudd enn nødvendig på grunn av ødelagte sikringer. I noen tilfeller kan du også støte på såkalte transienter eller strømspiker som kan ødelegge deler av utstyret.
Løsningen er å slå av alt elektrisk utstyr så mye som mulig og deretter starte dem igjen maskin for maskin når strømmen er tilbake. For følsomt utstyr anbefales overspenningsvern, som også gir en viss beskyttelse mot tordenvær.
I et datasenter er det vanligvis ikke mulig å slå på utstyret manuelt, da det er så mange enheter som skal startes opp. Derfor kan det være lurt å bruke strømlister eller PDU-er som slås på sekvensielttitlePDU-er som slås på sekvensielt. Disse starter automatisk opp en kontakt om gangen og sikrer dermed at nettverket ikke overbelastes. Dessuten tarter alt utstyr i riktig rekkefølge.
Hvordan kan man lagre strøm og sikre drift under rasjonering eller ved naturlige strømbrudd?
Det finnes en rekke løsninger i dag som har eksistert i mange år, men som ikke har hatt så stort gjennomslag på det skandinaviske markedet, der vi har hatt svært gode strømnett og stabil kraftproduksjon i de siste tiårene.
UPS, Uninterrupted Power Supply dvs. avbruddsfri strømforsyning, er det vi vanligvis tenker på. Det er noe som vanligvis er enkelt å bruke, og du kan installere det selv uten hjelp av en elektriker. Koble den til veggkontakten, og koble det påfølgende utstyret til UPS-en.
Inntil ganske nylig har batterier vært ganske dårlige til å lagre strøm. Tesla, LG, Panasonic og andre har drevet utviklingen fremover med mobilselskapene Samsung og Apple og andre, så i dag kan du i utgangspunktet bygge så store batteriløsninger som du ønsker, helst med litiumbatterier, da disse har høy virkningsgrad og lang levetid. Lommeboken og behovene bestemmer.
Hvordan dimensjonerer man en batteriløsning?
Avgjørende er hvor mange watt som skal kjøres og hvor lenge. Lag derfor en liste over utstyret ditt, og ranger enhetene etter behov. Skriv ned den effekten som disse maskinene bruker.
- Brødrister 1 kW
- Kaffebrygger 1 kW (forfatterens Wilfa)
- Wi-Fi-ruter 20 W
- 19-tommers svitsj 70 W
- Liten Server 300 W
- Stor server 1 kW
- Elektrisk kjele moderne villa 10 kW
- Luftvarmepumpe for villa 2 kW til 10 kW
- Bærbar datamaskin 50-100 W
- Mobiltelefonlader 5-20 W
Bestem deretter hvor stor del av disse du vil beskytte og hvor lenge. Forfatteren mener at det viktigste i listen over er Wi-Fi og kaffebryggeren. Den bærbare datamaskinen og mobiltelefon har allerede batteri, så de er nederst på listen.
Beregning og dimensjonering: Beregningen skjer i to trinn der du først beregner hvor stor UPS du trenger, og deretter hvor lang tid som ønskes.
Beregning: Wi-Fi-ruteren ovenfor trenger kontinuerlig spenning, mens kaffebryggeren bare trenger strøm når du brygger kaffe.
- Beregningen blir 1000 W (kaffebrygger) + 70 W (Wifi-ruter) dvs. 1070 W
- Deretter deler du med 0,8, som er en tommelfingerregel for at du skal ha en liten margin å gå på for såkalte startstrømmer, strømspiker. 1070 W/0,8 =1337 W -> avrundet til nærmeste hundre gir 1300 W. Dette er altså den effekten som UPS-en minste trenger å takle for å starte utstyret.
- Velg en UPS som har denne effekten (W).
Dimensjonering av batterilagringstid: Etter å ha beregnet effekten må du også beregne lagringstiden. Batteriet skal kunne levere 1070 W, og vi tror vi vil takle et tre timer langt strømbrudd. Er det sannsynlig at forfatterens kaffebrygger vil bruke strøm i 3 timer?
Svaret er nei, men det kan være relevant i én av disse tre timene. Det er imidlertid sannsynlig at Wi-Fi-ruteren vil forbruke strøm gjennom hele strømbruddet. Vi må nå beregne antall Wh = Antall watt ganger antall timer (Watt hours eller Watt-timer).
(1h x 1000W[kaffebryggeren]) + 3h x 70W [Wi-Fi-ruteren] = 1000Wh + 210Wh
Totalt antall Wh = 1210 Wh eller 1,21 kWh
Vi trenger dermed en UPS som kan levere minst 1,21 kWh i energi og ca. 1,3 kW (1300 W) i effekt.
(Ved beregning av batterilevetid har vi ikke delt med 0,8 for enkelhets skyld.)
Typer av lagringsløsninger - UPS, inverter eller hybridinverter
UPS
Som regel inneholder en UPS 3 deler.
- Likeretter - gjør om vekselstrøm til likestrøm som kan lagres i batterier
- Batteri inkl. BMS (Battery Management System), se forklaring på slutten
- Vekselretter - gjør om likestrøm fra batteriet til vekselstrøm
Som regel selges UPS ferdig og dimensjonert i henhold til beregningseksemplet over. Innkobling skjer enten med en vanlig Schuko-plugg i stikkontakten, og så kobles utstyret til UPS-en via Schuko C13 eller C19. Det finnes også UPS-er som kobles til 3-fasekontakter eller til rekkeklemmer, og i disse tilfellene kan de kobles inn sentralt i boligen.
Som regel er det mulig å overvåke en UPS via e-post, og det er mulig å styre visse stikkontakter og slå av før batteriet går tomt, slik at man kan spare strøm så lenge som mulig. UPS-er er vanligvis bygd for å beskytte datautstyr, og derfor kan de også kobles til en server slik at selve serveren slås av etter en viss tid.
Invertere
Når vi snakker om invertere av forskjellige typer, kommer navnet fra vekselrettere/likerettere, som er delkomponenter som i en UPS. I dag er en inverter vanligvis like avansert som en UPS, men forskjellen er som regel at alle batterier kobles til separat. Dermed er forskjellen mellom en UPS og en inverter ganske liten.
De som har solceller, har en inverter for å ta likestrømmen som leveres fra solcellene, og gjøre den om til vekselstrøm slik at den enten kan selges eller brukes lokalt.
I solcelleløsningen finnes det i dag tre typer invertere.
- De som kan koble til et batteri slik at du kan lade strøm om dagen og forbruke det om natten.
- Batteriløse invertere som bare gjør strømmen om til vekselstrøm og sender den ut på strømnettet.
- Inverter med mulighet til å lade batteri både fra strømnettet og via solceller.
Den siste på listen ovenfor kalles hybridinvertere og er vanligvis litt dyrere da den inneholder litt flere komponenter.
Forenklet dimensjonering av inverter og batterilagring fra solceller
I eksemplet ovenfor for UPS til kaffebrygger og Wi-Fi-ruter startet vi med å beregne hvor mye effekt (watt) det tar å drive utstyret, og hvor mye energi (WattHour (Wh)) det tar å drive utstyret i en viss tid.
I et solcelleanlegg må dimensjoneringen skje etter hvor stor effekt man kan produsere. Man tar altså utgangspunkt i hvor mange solceller man har. Solcelleanlegg lages vanligvis i jevne trinn på 5 kW, dvs. 5, 10 og 15 kW. Hvis man har et anlegg som er på 9,2 kW, skal man velge den nærmeste over, dvs. 10 kW. Etter 15 kW er det vanlig å ha en ekstra inverter, men det finnes systemer som kan håndtere betydelig høyere effekt avhengig av merke.
Et anlegg på 30 kW kan dermed bygges opp med to invertere på hver 15 kW.
Dimensjonering av en solcelleinverter gjøres dermed i henhold til hvor mye solcellene kan produsere.
Da velger man enten en inverter som skal ha muligheten til å koble til en batteriløsning eller ikke.
Dimensjonering av batteri for en gitt batterilevetid til inverter for solcelleanlegg
Hvis man har en inverter som har mulighet til å koble til batterier, må du se på hvilken spenning som brukes. Det kan for eksempel være 48 VDC (volt likestrøm) eller 72 VDC eller 192 VDC. Vi anbefaler å bruke litiumbatterier, da disse er mindre og har betydelig lengre levetid. Kapasiteten til batteriene beskrives i Ah (amperetimer). Et batteri som kan levere 100 Ah, kan dermed levere 100 ampere i 1 time, 50 ampere i 2 timer, 25 ampere i 4 timer osv.
Et batteri med 100 Ah og 48 V nominell spenning, har en total energi på 100 x 48 = 4,8 kWh. (Ohms lov)
Deretter skal man ta med virkningsgraden i beregningen (dvs. hvor effektiv konverteringen av en strøm er fra likestrøm til vekselstrøm).
Et batteri med 4,8 kWh med en standard inverter har en virkningsgrad på ca. 91 %, dvs. den virkelige effekten man kan ta ut, er (4,8 * 0,91) 4,36 kWh. (Merk at det finnes invertere med så lav virkningsgrad som 50 % og opp til så høy som de mest luksuriøse på 96 %).
Hvis man nå har installert en inverter på for eksempel 10 kW, betyr det man kan ta ut maksimalt 10 kW.
Hvor lenge varer da et batteri på 4,36 kWh?
Vi har ovenfor beregnet at 4,36 kWh er energien vi har tilgjengelig i batteriet, og med tap i ladingen fant vi ut at vi trenger omtrent 4,8 kWh for å lade opp batteriet.
I tabellen nedenfor viser vi hvor lenge 4,36 kWh varer ved forskjellige effektuttak. kW x h gir kWh [effekt x tid = energi]. Vi kan dermed velge å ta ut mye effekt i kort tid eller lite effekt i lang tid.
Vær oppmerksom på at vi ikke dimensjonerer for maksimal effekt av inverteren fordi det må være en viss margin.
| 8,72 kW | 4,36 kW | 2,18 kW | 1,09 kW |
| Maks. tid 30 min | Maks. tid 60 min |
Maks. tid 120 min |
Maks. tid 180 min |
I dette tilfellet må man derfor sørge for at man kan produsere så mye strøm at man har et overskudd spm tilsvarer 4,8 kWh.
Batterikapasitet for en villa på 20 kWh per dag
I det andre tilfellet vil vi vite hvor mye batteri som trengs for å drive en bolig i 1 døgn. Det man først må gjøre, er å danne seg en oppfatning av hvor mye strøm boligen bruker. Ifølge statistikken bruker en moderne gjennomsnittlig villa ca 20 kWh.
Eksempelet for villaen nedenfor er å gi en referanse, men man bør også ta med i beregningen at forbruket er høyere på en kald vinterdag enn en varm sommerdag.
I dette eksempelet må vi altså kunne ta ut totalt 20 kWh i 24 timer.
Siden det er 4,36 kWh i et batteri, er det nødvendig med (20 kWh/4,36 kWh), som gir 4,59 batterier. Det vil si at det trengs fem batterier på 100 Ah hver for å kunne håndtere et gjennomsnittlig forbruk på 20 kWh.
Her ser man raskt at det er lurt å tilpasse energiuttaket for å bruke så lite strøm som mulig, og at det er svært lønnsomt å ha energieffektive maskiner for dermed å klare seg lenger.
Hvordan kan jeg bruke en inverterløsning eller en UPS-løsning i tilfeller der jeg ikke har solenergi tilgjengelig?
Som regel lades en UPS via strømnettet, mens en batteriløsning koblet til et solcelleanlegg lades via solen. Løsningen vi i Direktronik anbefaler, er en inverter som kan lades både via solen og strømnettet, en såkalt hybrid inverter. Disse kan begge konvertere strøm fra strømnettet til batterier og ta strøm fra solceller. Ellers fungerer den akkurat som en UPS.
I dag er det mulig å kjøpe strøm til spotpris via tjenester som Tibber osv. Dermed kan man se at strømmen til visse tider er billig og i noen tilfeller gratis. Kan man da lade batteriene på slike tidspunkter? Svaret er ja.
Det er altså mulig å lade batteriene via strømnettet i den tiden man har billig strøm eller i den tiden man har strøm, hvis man vil beskytte seg mot strømrasjonering eller naturlige strømbrudd.
I så fall ser beregningen litt annerledes ut.
For å lade et batteri fra strømnettet på 100 Ah trengs det ifølge det ovenstående 4,8 kWh
Batteriet har likestrøm, og vi må derfor ta med virkningsgraden av konvertering fra vekselstrøm til likestrøm. Dette er nominelt mellom 0,9 og 0,95, og vi velger den nederste av de to da dette er en produktuavhengig tekst.
4,8 kWh / 0,9 = 5,44 kWh
Det kreves altså 5,44 kWh for at batteriet skal lades til 4,8 kWh på grunn av tap. Det finnes produsenter som hevder at man ikke har tap, men dette er ekstremt usannsynlig i dagens situasjon, selv om det i teorien kan oppnås.
Vi oppsummerer:
Vekselstrøm til likestrøm (AC til DC)
5,44 kWh for å få 4,8 kWh i batteriet på 100 Ah
Likestrøm i batteriet tilbake til brukbar vekselstrøm (DC til AC):
4,8 kW gir 4,36 kWh brukbar strøm.
Kort om Direktroniks løsninger
Vi kan utvikle løsninger fra 10 W opp til 3600 kW.
Vi har et stort utvalg av UPS-er som ikke krever autorisert elektriker for å koble til servere, bedrifter eller boliger.
Når det gjelder batterilagring for nødstrøm, solcelleanlegg o.l. som krever fast tilkobling til boligens strømnett, krever vi i skrivende stund at det er installatører som er involvert i bygget av sikkerhetsmessige årsaker.
Vi kan veilede deg i valg av løsning.
Kontakt din installatør eller elektrofirma for våre løsninger.
Her kan du lese mer om dette:
SVT: Advarselen for vinteren: Strømmen kan bli slått av
Svenska Kraftnät: Risikoen for utkobling av strøm i vinter har økt
I tillegg er det enkelt å komme i kontakt med oss på chat, e-post eller telefon: +46 (0) 8 52 400 700.
Ikke gå glipp av artikler i kunnskapsbanken, abonner på nyhetsbrevet
© Copyright 18.10.2022. Innholdet er beskyttet i henhold til loven om opphavsrett.
Topplista
populära produkterProduktområder
-
Avbruddsfri strømforsyning (UPS)
En Uninterruptible Power Supply (UPS) er en viktig investering for alle bedrifter som vil beskytte IT-utstyret sitt mot strømbrudd og ustabil strømforsyning. En UPS-enhet med høy ytelse kan levere stabil strømforsyning selv ved strømbrudd, og den beskytter også mot overspenning. Med dobbel konverteringsarkitektur og automatisk spenningsregulering kan
-
Lynvern og Overspenningsvern for Ethernet RJ45 for 10/100/1000Mbit/s
Overspenningsvern og Lynvern beskytter utstyret ditt mot elektrisk overslag. Ved et større elektrisk havari eller et nærliggende lynnedslag kan store mengder energi transporteres gjennom alle kobberkabler og skade servere, datamaskiner eller annet utstyr, f.eks. kameraer. Direktronik har beskyttelse for RJ45, BNC, Coax og giver-/sensorkabler (0-10V/4-
-
Fra 10 til 250 ampere strømlister og PDU (power distribution unit) eller MPDU (Metered Power Distribution Unit). En eller to innganger for det mest kritiske datautstyret, kryptoserverparker eller webservere, sitter ofte i ett rack i datasenteret. Det er verdt å tenke seg ekstra godt om før man bestemmer hvor og hvordan det skal strømforsynes.
