Домашня сонячна система не обов’язково має повністю замінювати централізоване електропостачання. Для більшості будинків практичніша мета полягає в тому, щоб удень живити основні прилади від сонця, накопичувати частину енергії в акумуляторах і рідше використовувати мережу під час пікових тарифів або відключень.
Правильно розрахована сонячна електростанція може покривати значну частину денного споживання будинку. Результат залежить від потужності панелей, місткості акумуляторів, графіка навантаження, сезону, орієнтації даху та того, скільки виробленої енергії використовується одразу.
Як розрахувати потребу
Спочатку потрібно визначити не місячне споживання загалом, а навантаження протягом доби. Припустимо, будинок використовує:
- холодильник і морозильну камеру – близько 2,5 кВт·год;
- котел, насоси й автоматику – приблизно 2 кВт·год;
- освітлення, роутер і побутову електроніку – 2 кВт·год;
- пральну машину – близько 1 кВт·год;
- бойлер – приблизно 4 кВт·год;
- приготування їжі та інші прилади – 3 кВт·год.
Загальне добове споживання становить близько 14,5 кВт·год. Якщо бойлер, пральну машину та насос запускати вдень, значну частину цієї енергії можна використати безпосередньо з панелей.
Система потужністю 5 кВт у теплий сонячний день залежно від регіону, кута нахилу та втрат може виробити приблизно 20–30 кВт·год. Навесні й восени добовий показник часто перебуває в межах 10–20 кВт·год. Узимку він може знижуватися до 3–10 кВт·год, а в похмурі дні бути ще нижчим.
Це означає, що станція на 5 кВт улітку може перекривати добове споживання такого будинку, але взимку мережа або резервний генератор усе одно залишатимуться потрібними.
Варіанти системи
Мережева станція працює без акумуляторів. Вона живить прилади, поки є сонце, а нестачу енергії будинок бере з мережі. Під час аварійного відключення більшість мережевих інверторів також вимикається з міркувань безпеки, тому така система не забезпечує резерв.
Гібридна станція поєднує панелі, інвертор, акумулятори та мережу. Вдень енергія спрямовується на поточне споживання, надлишок заряджає батарею, а ввечері накопичений запас живить вибрані лінії.
Автономна система розраховується без постійної опори на мережу. Вона потребує більшої площі панелей, запасу акумуляторів і часто додаткового генератора на зимовий період. Вартість такого рішення помітно вища, тому повна автономність виправдана переважно на об’єктах без стабільного підключення.
Панелі й акумулятори
Припустимо, під час відключення потрібно підтримувати холодильник, котел, насос, роутер, освітлення й ноутбук. Їхнє середнє навантаження становить приблизно 700–900 Вт, але під час запуску насоса або компресора короткочасний пік може досягати 2,5–3,5 кВт.
Для восьми годин резерву при середньому навантаженні 800 Вт потрібно:
0,8 кВт × 8 годин = 6,4 кВт·год.
З урахуванням втрат інвертора, допустимої глибини розряду та запасу доцільно передбачити приблизно 8–10 кВт·год корисної місткості акумуляторів. Батарея з номінальною місткістю 10 кВт·год фактично може віддавати близько 8–9 кВт·год залежно від типу, налаштувань і допустимої глибини розряду.
Інвертор для такого сценарію повинен витримувати не лише середні 800 Вт, а й пусковий пік до 3,5 кВт. Тому модель на 1,5–2 кВт не підійде, навіть якщо постійне навантаження значно нижче. Безпечніше розглядати потужність близько 4–5 кВт.
Без акумуляторів частка власного використання сонячної енергії часто становить приблизно 30–50%, якщо більшість мешканців удень відсутня. Перенесення бойлера, пральної машини та насоса на сонячні години може підвищити її орієнтовно до 50–70%. Акумулятори залежно від місткості та графіка споживання можуть збільшити самоспоживання приблизно до 70–90%.
Підбір системи у 220Volt
У 220Volt комплектацію розраховують за фактичним добовим споживанням, піковою потужністю, тривалістю резерву й доступною площею для панелей. Для будинку зі споживанням 15 кВт·год на добу та піком 4 кВт потрібне інше обладнання, ніж для дачі з навантаженням 3–5 кВт·год.
Окремо перевіряють сумісність панелей та інвертора, допустиму напругу стрінгів, максимальний зарядний струм, тип акумуляторів, переріз кабелів і захисну автоматику. Якщо планується розширення, інвертор і щитове обладнання варто підбирати із запасом під додаткові панелі або батареї.
Сергій Поліщук бере участь у підборі рішень для сонячного, резервного та автономного електроживлення. Він оцінює профіль споживання, технічні умови об’єкта, пускові навантаження та відповідність комплектації фактичному режиму роботи. Це допомагає уникнути ситуації, коли панелей достатньо, але інвертор не запускає насос або акумулятор розряджається за дві години замість запланованих восьми.
Помилки під час розрахунку
Орієнтація лише на місячний рахунок
Споживання 450 кВт·год на місяць означає в середньому близько 15 кВт·год на добу, але не показує пікову потужність. Якщо одночасно працюють бойлер на 2 кВт, насос на 1 кВт і електрочайник на 2 кВт, навантаження вже досягає 5 кВт.
Надто мала батарея
Акумулятор на 5 кВт·год не забезпечить п’ять годин роботи при навантаженні 1 кВт у реальних умовах. Після врахування допустимого розряду та втрат корисний запас може становити приблизно 4–4,5 кВт·год.
Очікування однакового виробітку
Панелі не виробляють однакову кількість енергії в липні та грудні. Якщо літній виробіток системи на 5 кВт становить 25 кВт·год за день, узимку він може знижуватися до 5 кВт·год. Розрахунок автономності лише за літніми показниками призводить до дефіциту енергії в холодний сезон.
Перед замовленням системи потрібно зняти погодинні показники споживання хоча б за кілька днів, окремо записати потужність насосів, компресорів і нагрівальних приладів, а також визначити перелік ліній для резерву. Після цього можна розрахувати потужність панелей, інвертора та батареї без переплати за обладнання, яке не використовуватиметься.
