Propose Solar Nano off Grid minimalizing error user, designer and installer.

Design Solar system off grid tidaklah gampang. Banyak kesalahan yang muncul dari penentuan kapasitas solar modul, penentuan kapasitas battery, pemilihan kabel, MCB, system proteksi dan lain lain. Setelah system bekerja yang paling sering dijumpai adalah kesalahan pengguna yang menganggap energy dari solar panel seperti dari grid atau listrik negara dari pembangkit, sehingga pemakaian sering over kapasitas. Untuk itu ini hanya sekedar ide saja, saya mengajukan proposal memasang charger, battery dan inverter di solar panel. Sehingga meminimalisir kesalahan instal.
          Untuk mengakali pemakaian listrik yang berlebihan dibuatlah system dengan otonomi day 1 hari saja. Artinya solar panel 100WP dengan intensitas radiasi di indonesia dianggap 3 jam full, maka energy yang diperoleh adalah 300Wh per hari. Charger yang dipilih ratingnya 6A, sesuai dengan short circuit 100WP yaitu 5,5A dengan metode buck charger. untuk kapasitas battery dengan system 24 volt/ boost charger kapasitas battery lithium dengan 300Wh, dapat dihitung sebagai berikut. 300wh dibagi 24v = 12,5Ah atau system 12 volt dengan 25 Ah. Inverter pure sine wave yang dipakai yaitu 12,5 watt. Perhitungan sebagai berikut : 300Wh dibagi 24 jam = 12,5watt. Jadi user atau pengguna tidak ragu lagi menggunakan solar panel dan tidak terjadi kesalahan hitung atau kesalahan instal dan kesalahan pemakaian. Misalnya pengguna ingin 100watt tinggal memasang 8 buah panel dengan 1 system master dan 7slave. Energy misalkan terjadi hujan maka akan terisi hanya 10-20% saja, atau sekitar 30-60wh. Masih cukup untuk menyalakan 1 lampu LED 3 watt selama 10jam. Jadi listrik tidak mati total. Misalnya pengguna ingin 50watt berarti tinggal menginstal 4buah, dengan 1 master dan 3slave. System yang modular dan scalable lebih baik dalam penggunaan karena akan lebih efisien misalnya dalam efek bayangan atau shadowing. Jika ada bayangan yang mengenai solar modul maka hanya solar modul yang terkena bayangan saja yang energynya turun. Berbeda halnya jika system solar modul dirangkai secara series, maka satu rangkaian series arusnya akan ikut turun. Kehandalan system akan teruji dibandingkan dengan pemilihan part multi brand yang sering terjadi error. Berikut Blok diagram dari proposal yang saya usulkan.

Mosfet phocos CX 20

Saya pernah membuka solar charger phocos CX 20 yaitu solar charger PWM dengan sytem 12/24V 20Amper. Mosfet yang dipakai yaitu IRF 1404. Yaitu mosfet 40Volt dengan power didipasi 333Watt dengan Rds on 4mili ohm. Pemilihan part yang baik untuk solar charger meskipun bukan MPPT. Jumlah mosfet yang dipakai ada 3 Pcs. 2 Pcs untuk PWM charging dan 1 Pcs untuk kontrol beban. Ini sangat membantu bagi yang ingin mendesain solar charger.

Mosfet H Bridge Sunny Island

Hari ini saya membuka inverter SMA Suny Island 6kva. Saya hanya mengamati H Bridge mosfetnya saja. Saya baca mosfetnya type F2907Z. Mosfetnya sejumlah 32 Pcs. Berarti tiap kutub bridge nya memiliki 8 Mosfet. Setelah saya baca datasheetnya Rds on 4.5 Miliohm. Tegangan maksimal 75volt. Power disipasi 330Watt. System battery inverter ini maksimal 48 volt. Jadi saat battery kondisi full tegangan mencapai 60volt. Saya cukup terkejut melihat rancangan elektronik sekitar tahun 2003 tetapi dengan efisiensi hampir mendekati teknologi mosfet yang terbaru yaitu mosfet Galium (Gan), yang Rds on berada sekitar 1-2 Miliohm untuk type mosfet yang hampir sama. Sepertinya teknologi inverter SMA yang type off grid tampaknya tidak perlu diupgrde lagi mosfetnya karena efisiensi sudah baik dan pemilihan part sudah sangat tepat. Teknologi yang dipakai yaitu low frequency transformer. Ini mungkin sedikit membantu yang sedang membuat Inverter. Perhitungan dayanya yaitu 330 x 32 = 10500 Watt. Kemampuan peak powernya mampu mencapai angka yang jauh diatas angka tertulis yaitu 6000va. 

Solar Charge Controllers High Capacity

High End Solar Charge Control Systems 100-300 Amps

MPPT charge controllers are amperage limited and voltage tolerant.  Higher the voltage of the array and higher the battery bank voltage will allow more controller capacity.  The capacity of an 80 amp MPPT charge controller in a typical maximum 150 volt system works like this.

• A 12 volt battery bank is limited to about 1,500 watts of solar panels
• A 24 volt battery bank is limited to about 3,000 watts of solar panels
• A 48 volt battery bank is limited to about 4,500 watts of solar panels

If you have a large system that needs more energy, 80 amp charge controllers can be "stacked" or combined to provide more charge amperage.  Each controller needs its own array based on the above limits.  As many as 10 controllers can be used to charge the same large battery bank.

This is more cost effective and has the benefit of redundancy compared to the few very large charge controllers that can handle up to 300 amps from a single array.  300 amps using multiple 80 amp controllers will cost less than $3,000.  The largest charge controller we know about costs over $5,000.  If the $5,000 controller goes down you are out of business.  If one of the 80 amp controllers goes down, you still have 75% of your charge capability.

The best way to handle larger solar arrays being used to charge a big battery bank is to refine your array wiring to maximize the array voltage and minimize the array amps.

For example, 18 each 250 watt 60 cell modules wired three modules in series and 6 strings parallel will result in an array maximum power voltage of about 91 volts and about 36 amps.  I have seen my own arrays generate as many as 112 volts, usually on partly cloudy days where the "edge of cloud effect" increases the intensity of sunlight.  Solar panels increase in efficiency the colder they get.  If you are in an always warm climate you may be able to wire 4 panels in series, saving wire and circuit breakers or fuses.

This scenario above will work for charging a 48 volt battery bank using a Midnite Solar Classic 150 MPPT or anOutback Flexmax 80 amp controller.

Morningstar has recently introduced a 600 volt 60 amp Tristar MPPT charge controller which will allow 12 to 15 each 250 watt 60 cell modules to be wired in series in one string, saving array wiring expense and combiner and circuit breaker or array fuse expense.