Як правильно розрахувати потужність сонячної електростанції?

Найважливіший показник — скільки електроенергії ви реально використовуєте.

Подивіться показники лічильника або рахунки за електроенергію хоча б за останні 6–12 місяців.

Наприклад:

• січень — 650 кВт·год;
• лютий — 580 кВт·год;
• березень — 470 кВт·год;
• квітень — 390 кВт·год;
• травень — 350 кВт·год;
• червень — 420 кВт·год;
• липень — 450 кВт·год;
• серпень — 430 кВт·год;
• вересень — 400 кВт·год;
• жовтень — 480 кВт·год;
• листопад — 550 кВт·год;
• грудень — 680 кВт·год.

Складаємо всі значення та отримуємо річне споживання.

Формула:

Річне споживання = сума споживання за всі 12 місяців

Якщо за рік ви використали 5400 кВт·год:

• 5400 ÷ 12 = 450 кВт·год/місяць

Тобто ваше середнє споживання становить приблизно 450 кВт·год на місяць.

Але середнє значення — лише відправна точка. Для правильної конфігурації потрібно дивитися також на сезонне споживання.

Це одна з найпоширеніших помилок.

Наприклад, панель потужністю 550 Вт не означає, що вона виробляє 550 Вт постійно.

• 550 Вт — це номінальна потужність панелі в стандартних умовах тестування.

Протягом дня виробіток змінюється:

• вранці — невеликий;
• у сонячні години — максимальний;
• увечері — знову падає;
• у похмуру погоду — значно нижчий;
• взимку — нижчий, ніж улітку.

Тому для розрахунку СЕС важливі не тільки кіловати панелей, а й прогнозований річний виробіток у кВт·год.

Потужність сонячних панелей і потужність інвертора не обов'язково повинні бути однаковими.

Наприклад:

• Сонячні панелі — 6 кВт
• Інвертор — 5 кВт

Такий варіант може бути цілком нормальним, якщо він правильно підібраний за технічними параметрами.

Інвертор повинен витримувати необхідне навантаження та бути сумісним із сонячним масивом і акумуляторною системою.

Тому при виборі інвертора потрібно врахувати не тільки загальне споживання будинку, а й максимальну потужність приладів, які можуть працювати одночасно.

Уявімо, що в будинку є:

• холодильник — 200 Вт;
• освітлення — 300 Вт;
• телевізор — 150 Вт;
• комп'ютер — 400 Вт;
• бойлер — 2000 Вт;
• пральна машина — 2000 Вт;
• електрочайник — 2000 Вт;
• кондиціонер — 1200 Вт.

Якщо всі ці прилади одночасно працюватимуть, навантаження може перевищити 8 кВт.

Тому станція з інвертором на 5 кВт не зможе без обмежень забезпечити таке навантаження.

При цьому зовсім не обов'язково встановлювати інвертор на 8–10 кВт. Потрібно визначити, які прилади повинні працювати одночасно, а які можна вмикати почергово.

Це дозволяє не переплачувати за надмірну потужність обладнання.

Для резервного або автономного живлення важлива не тільки потужність СЕС, а й ємність акумулятора.

Тут потрібно визначити, скільки електроенергії будинок споживає в період, коли сонячні панелі практично не виробляють енергію.

Наприклад, критичне навантаження становить приблизно 1 кВт, а автономна робота потрібна протягом 6 годин.

Формула:

Ємність АКБ ≈ потужність навантаження × час автономної роботи

У нашому прикладі:

• 1 кВт × 6 год = 6 кВт·год

Отже, орієнтовно потрібно 6 кВт·год корисної енергії.

Але фактична номінальна ємність батареї має бути більшою, оскільки потрібно врахувати допустиму глибину розряду, ККД системи, резерв та інші втрати.

Якщо будинок опалюється електроенергією, взимку споживання може бути у декілька разів більшим, ніж улітку.

Наприклад:

Літо:

350–450 кВт·год/місяць

Зима:

800–1500+ кВт·год/місяць

У такому випадку розраховувати СЕС тільки за середньорічним споживанням неправильно.

Потрібно окремо проаналізувати:

1. зимове споживання;
2. літнє споживання;
3. виробіток СЕС взимку;
4. виробіток СЕС влітку;
5. необхідний обсяг акумуляторів.

Особливо це важливо для будинків із тепловими насосами, електричним опаленням, бойлерами та іншими потужними електроприладами.

Перед остаточним вибором потужності потрібно переконатися, що на даху достатньо місця.

Сучасна сонячна панель потужністю близько 500–600 Вт займає приблизно 2–2,5 м².

Наприклад, для 10 панелей може знадобитися приблизно:

• 10 × 2,3 м² = 23 м²

Але потрібно враховувати відступи, проходи, конструктивні елементи даху, вентиляцію, димоходи та інші перешкоди.

Тому площу потрібно оцінювати не тільки за кількістю панелей, а й за реально доступною площею даху.

Навіть велика кількість панелей не дасть очікуваного виробітку, якщо частина модулів постійно знаходиться в тіні.

Перед проєктуванням потрібно перевірити:

• орієнтацію даху;
• кут нахилу;
• дерева поруч;
• сусідні будівлі;
• димоходи;
• вентиляційні шахти;
• антени та інші конструкції.

Навіть часткове затінення може впливати на виробіток сонячного масиву.

Якщо потрібно швидко оцінити майбутню станцію, дійте в такій послідовності:

• Візьміть рахунки за електроенергію за останні 12 місяців.
• Порахуйте загальне річне споживання в кВт·год.
• Визначте середньомісячне споживання.
• Окремо подивіться літнє та зимове споживання.
• Визначте, яку частину споживання повинна покривати СЕС.
• Орієнтовно розрахуйте потужність панелей.

• Визначте кількість панелей.
• Перевірте доступну площу даху.
• Визначте максимальне одночасне навантаження.
• Підберіть потужність інвертора.
• Якщо потрібна автономність — розрахуйте необхідну ємність акумулятора.
• Перевірте орієнтацію, нахил та можливе затінення.
• Виконайте фінальний технічний розрахунок із прогнозом виробітку.

Припустимо, приватний будинок споживає:

• 6000 кВт·год/рік

Власник хоче максимально покрити це споживання сонячною енергією.

Для попереднього розрахунку беремо:

• 1100 кВт·год/рік — орієнтовний виробіток 1 кВт СЕС

Тоді:

• 6000 ÷ 1100 ≈ 5,45 кВт

Отримуємо орієнтир — СЕС приблизно 5,5 кВт.

Якщо використовувати панелі по 550 Вт:

• 5500 ÷ 550 = 10 панелей

Отже:

10 × 550 Вт = 5,5 кВт

Припустимо, приватний будинок споживає:

• 6000 кВт·год/рік

Власник хоче максимально покрити це споживання сонячною енергією.

Для попереднього розрахунку беремо:

• 1100 кВт·год/рік — орієнтовний виробіток 1 кВт СЕС

Тоді:

• 6000 ÷ 1100 ≈ 5,45 кВт

Отримуємо орієнтир — СЕС приблизно 5,5 кВт.

Якщо використовувати панелі по 550 Вт:

• 5500 ÷ 550 = 10 панелей

Отже:

10 × 550 Вт = 5,5 кВт

Далі потрібно перевірити:

• чи достатньо площі даху;
• чи немає затінення;
• який інвертор оптимально підійде;
• яке максимальне навантаження будинку;
• чи потрібен акумулятор;
• який буде прогнозований виробіток по місяцях.

Саме на цьому етапі приблизний розрахунок перетворюється на повноцінний проєкт сонячної електростанції.

Збільшення потужності СЕС не завжди означає пропорційне збільшення економії.

Якщо станція значно перевищує ваше споживання, частина виробленої енергії може залишатися невикористаною — залежно від типу системи, умов продажу/заліку електроенергії та наявності акумуляторів.

Тому правильна СЕС — це не максимальна кількість панелей.

Правильна СЕС — це оптимальне співвідношення між споживанням, виробітком, потужністю інвертора, акумулятором, площею даху та вашими цілями.

Для точного підбору ми аналізуємо не тільки середнє споживання, а весь енергетичний профіль об'єкта.

Враховуємо:

1. Споживання

Історію використання електроенергії та потужність основних приладів.

2. Географію об'єкта

Розташування впливає на прогнозований сонячний виробіток.

3. Дах або наземне встановлення

Площу, орієнтацію, нахил і доступний простір.

4. Затінення

Дерева, будівлі та інші об'єкти.

5. Інвертор

Потужність, кількість MPPT, сумісність із панелями та акумуляторами.

6. Акумуляторну систему

Якщо потрібне резервне або автономне живлення.

7. Майбутнє споживання

Електромобіль, тепловий насос, бойлер, кондиціонери, електричне опалення та інші майбутні навантаження.

У результаті ви отримуєте не просто певну кількість сонячних панелей, а розраховану під ваш об'єкт сонячну електростанцію під ключ.