Off-grid strøm for hytte — solceller, batteri og propan

Mange laftehytter ligger uten tilgang til strømnett. Med solceller, batterier og eventuelt propan kan du likevel ha belysning, kjøleskap, vannpumpe og lading av elektronikk. Teknologien har blitt vesentlig bedre og billigere de siste årene. Et basissystem med lys og lading koster fra 8 000 kroner. Boligstandard med vaskmaskin og induksjonstopp koster 100 000-180 000 kroner.

Solceller — hovedelementet

Moderne monokrystallinske solceller har 20-22 prosent virkningsgrad og typisk effekt på 300-450 watt peak per panel. For en hytte med moderat forbruk, altså kjøleskap, TV, vannpumpe og belysning, trengs 600-1 500 watt peak, som tilsvarer to til fire paneler. Boligstandard med vaskmaskin krever 2 000-6 000 watt peak.

Den store utfordringen i Norge er vinteren. Ca. 90 prosent av årlig energiproduksjon faller mellom mars og oktober. November, desember og januar bidrar bare 2-5 prosent av årsproduksjonen i Sør-Norge. I Nord-Norge er bidraget tilnærmet null under mørketiden.

Veggmonterte paneler er den viktigste tilpasningen for norsk vinter. SINTEF har dokumentert at veggmonterte paneler kan produsere mer enn takmonterte i vintermånedene. Vintersolen i Sør-Norge har en solhøyde på 5-15 grader. Et panel montert vertikalt på sørvendt vegg treffer denne solen nesten vinkelrett. Snø legger seg ikke på vertikale flater, og lys som reflekteres fra snødekket på bakken forsterker effekten. Frisk snø reflekterer opptil 90 prosent av innkommende lys.

Anbefalingen for laftehytter er å kombinere takmonterte og veggmonterte paneler. Takpaneler gir best sommerproduksjon, veggpaneler gir best vinterproduksjon. Laftehytter med bratte saltak har allerede en gunstig vinkel for vinterproduksjon.

En bonus: solceller produserer mer effektivt i kulde. Ved minus 10 grader leverer et panel ca. 14 prosent mer effekt enn ved 25 grader, gitt samme innstråling.

Batterier — hjertet i systemet

Batterisystemet lagrer energien og leverer strøm når solen ikke skinner. Valg av batteriteknologi er den viktigste beslutningen etter solcellene.

Litiumjernfosfat (LiFePO4) er i dag den anbefalte teknologien. Levetiden er 3 000-6 000 sykluser ved 80 prosent utlading, som tilsvarer 15-20 år med hyttebruk. Effektiviteten er 95-98 prosent. Du kan trygt utlade til 80-90 prosent av kapasiteten. Vekten er ca. 12-14 kilo per kilowattime, en tredjedel av blybatterier. Selvutladingen er under 3 prosent per måned, noe som betyr at et fulladet batteri beholder mesteparten av ladningen gjennom vinteren. Prisen er 5 000-12 000 kroner per kilowattime.

Blybatterier (AGM/GEL) er billigere i innkjøp til 2 000-5 000 kroner per kilowattime, men har 500-1 000 sykluser levetid, 80-85 prosent effektivitet og bør ikke utlades mer enn 50 prosent. For samme brukbare kapasitet trenger du nesten dobbelt så mange ampere-timer med bly som med litium. Over levetiden er LiFePO4 billigere per kilowattime per syklus.

Dimensjoneringen beregnes slik: daglig forbruk ganger antall autonomidager delt på maks utlading ganger systemeffektivitet. En hytte med 2,1 kilowattime daglig forbruk og tre dagers autonomi trenger (2,1 ganger 3) delt på (0,80 ganger 0,95) = 8,3 kilowattime med LiFePO4. Med blybatterier kreves 14,8 kilowattime for det samme.

Vinterdrift: LiFePO4-batterier kan ikke lades under 0 grader uten at cellene skades permanent. Moderne BMS (Battery Management System) har innebygd lavtemperaturbeskyttelse som hindrer lading i kulde. Plasser batteriene i isolert rom eller innendørs. Ved sesonglagring: lad til 50-60 prosent, koble fra alt og la batteriet stå. Victron Energy er det mest utbredte merket i norske off-grid systemer.

MPPT-kontroller og inverter

MPPT-kontrolleren (Maximum Power Point Tracking) optimaliserer strømproduksjonen fra solcellene og øker energiutbyttet med 20-30 prosent sammenlignet med enklere PWM-kontrollere. Det er verdt investeringen.

Inverteren omformer 12V/24V/48V likestrøm til 230V vekselstrøm. Velg ren sinusbølge-inverter for sensitiv elektronikk som datamaskiner og vaskemaskiner. Dimensjoner etter maks samtidig effektbehov: 300-1 000 watt for lavt forbruk, 1 000-3 000 watt for moderat og 3 000-8 000 watt for boligstandard.

Systemspenning påvirker kabeltykkelse. 12V er enklest for systemer under 1 000 watt. 24V er god mellomløsning for 1 000-3 000 watt. 48V anbefales for større systemer med tynnere kabler og lavere tap.

Reserveaggregat for vinteren

For hytter som brukes vinterstid er et reserveaggregat nødvendig. Selv med optimale paneler og store batterier vil det oppstå perioder med utilstrekkelig solenergi i norsk vinter.

Et inverteraggregat på 1-3 kilowatt gir stille og stabil strøm for batterilading. Avanserte systemer med automatisk start, som Victron med ReGRID, starter aggregatet automatisk når batterispenningen faller under et satt nivå og stopper igjen når batteriene er ladet. Det minimerer brenselforbruk og eliminerer manuelt vedlikehold.

Ferdige energiboder med solceller, batteri, inverter og plass til aggregat koster 80 000-250 000 kroner avhengig av kapasitet.

Propan som supplement

Propan dekker behovene som strøm ikke bør brukes til i et off-grid system: matlaging, varmtvann og eventuelt romoppvarming.

En gassbrenner på full effekt bruker ca. 220 gram propan per time. Typisk forbruk for matlaging er 0,5-1 kilo per hyttedøgn. En 11-kilos flaske varer 11-22 hyttedøgn til matlaging. Gassvannvarmere leverer varmtvann uten strøm med kapasitet på 5-12 liter per minutt. Prisen er 5 000-15 000 kroner for en gjennomstrømningsvannvarmer.

For oppvarming kan en propanovn med balansert avtrekk gi 2-7 kilowatt termostatstyrbar varme uten strøm. Kombinasjonen vedovn pluss propanovn gir god fleksibilitet for hytter uten nettilkobling. Propanovnen kan fjernstartes for å forvarme hytta.

Gassflasker skal lagres utendørs med minimum 1 meter avstand til vinduer og dører. Fast gasstank krever 3-5 meters avstand til bygning avhengig av størrelse. Rørinstallasjon skal utføres av godkjent gassmontør. Monter propandetektor nær gulvnivå, propan er tyngre enn luft og samler seg ved gulvet.

Kostnadseksempler

Nøkkelpunkter

• Veggmonterte solceller produserer mer enn takmonterte om vinteren i norske forhold. Kombiner begge
• LiFePO4-batterier anbefales. Lavere totalkostnad over levetiden, tre ganger lettere og dobbelt så brukbar kapasitet som blybatterier
• LiFePO4 kan ikke lades under 0 grader. Plasser batteriene i isolert rom eller innendørs
• Reserveaggregat er nødvendig for vinterbruk. Automatisk styring minimerer vedlikehold
• Propan dekker matlaging og varmtvann effektivt uten å belaste batterisystemet
• Et moderat system med kjøleskap, belysning og vannpumpe koster 30 000-60 000 kroner