Покрокова інструкція розрахунку потужності СЕС
Крок 1. Визначте споживання електроенергії
Перший крок - знайти середньомісячне споживання у кіловат-годинах (кВт·год). Подивіться рахунки за останні 6–12 місяців, підсумуйте споживання і поділіть на кількість місяців. Якщо за рік ви витратили 4800 кВт·год, середньомісячне споживання - 400 кВт·год. Це базова цифра для всіх подальших розрахунків. Без неї ви будете орієнтуватися на "приблизно" - а це ризик помилки в потужності на 20–30%.
Крок 2. Врахуйте інсоляцію вашого регіону
В Україні рівень інсоляції коливається від 1000 до 1300 кВт·год на квадратний метр на рік. Це означає, що на півдні (Одеса, Херсон) панелі виробляють більше, ніж на заході (Львів). Для розрахунку потрібні дві цифри: кількість сонячних днів на місяць (20–25 для України) і години ефективної генерації на добу (3–4 години). Ці показники ви можете уточнити через сервіси PVGIS або Global Solar Atlas.
Важливо: ефективна генерація - це не весь світловий день, а лише години, коли сонце під оптимальним кутом.
Крок 3. Формула розрахунку потужності
Базова формула виглядає так:
Потужність СЕС (кВт) = Середньомісячне споживання (кВт·год) ÷ (Кількість сонячних днів × Години генерації)
Приклад: споживання 500 кВт·год на місяць, 20 сонячних днів, 3,5 години генерації.
500 ÷ (20 × 3,5) = 7,1 кВт
Це номінальна потужність станції без урахування втрат. Але система працює не на 100% ефективності - є втрати в інверторі, проводах, пилі на панелях. Тому я завжди додаю наступний крок.
Крок 4. Додайте запас 20–30%
Коефіцієнт запасу компенсує дві речі: втрати в системі (10–15%) та потенційне зростання споживання. Якщо ви плануєте встановити кондиціонер або електрообігрівач, краще закласти це зараз, ніж докуповувати панелі через рік. Для нашого прикладу: 7,1 кВт × 1,2 (запас 20%) = 8,5 кВт. Це фінальна потужність станції, яку я рекомендую для будинку зі споживанням 500 кВт·год на місяць.
Приклади розрахунку для різних будинків
Приклад 1. Невеликий будинок (300 кВт·год/міс)
Споживання 300 кВт·год - це типово для будинку 80–100 м² з базовим обладнанням: холодильник, освітлення, телевізор, Wi-Fi, пральна машина. Розрахунок:
300 ÷ (20 × 3,5) = 4,3 кВт
4,3 × 1,2 (запас) = 5,2 кВт
Для такої системи потрібно 10 панелей по 550 Вт або 11 панелей по 500 Вт. Площа даху - близько 18–20 м². З мого досвіду, такі станції добре працюють у форматі on-grid: ви продаєте надлишки влітку і компенсуєте дефіцит взимку.
Приклад 2. Середній будинок (500 кВт·год/міс)
Споживання 500 кВт·год - це будинок 120–150 м² з додатковим обладнанням: бойлер, кілька кондиціонерів, насос для поливу. Розрахунок:
500 ÷ (20 × 3,5) = 7,1 кВт
7,1 × 1,2 = 8,5 кВт
Потрібно 16 панелей по 550 Вт, площа даху - близько 30 м². Для таких будинків я часто рекомендую гібридну систему: панелі працюють вдень, надлишки йдуть в акумулятор, а вночі ви живете від батареї. Це зменшує залежність від мережі на 60–70%.
Приклад 3. Великий будинок (800 кВт·год/міс)
Споживання 800 кВт·год - це будинок 200+ м² або об'єкт з високим навантаженням: електроопалення, басейн, домашній офіс з серверним обладнанням. Розрахунок:
800 ÷ (20 × 3,5) = 11,4 кВт
11,4 × 1,2 = 13,7 кВт
Потрібно 25 панелей по 550 Вт, площа даху - близько 50 м². Тут критично важливо правильно підібрати інвертор та розподілити навантаження: частину споживачів підключити до мережі, частину - до СЕС. Інакше система працюватиме нестабільно.
Як розрахувати кількість сонячних панелей
Формула проста: кількість панелей = потужність СЕС ÷ потужність однієї панелі. Сучасні панелі класу Tier1 мають потужність 500–600 Вт. Я рекомендую брати 550 Вт - це баланс між ціною та ефективністю. Панелі 600 Вт трохи дорожчі, але займають менше місця, що критично для дахів з обмеженою площею.
Міні-таблиця для орієнтування:
| Потужність СЕС | Панелі 500 Вт | Панелі 550 Вт | Площа даху |
|---|---|---|---|
| 5 кВт | 10 шт | 9 шт | ~18 м² |
| 10 кВт | 20 шт | 18 шт | ~36 м² |
| 15 кВт | 30 шт | 27 шт | ~54 м² |
Наприклад, модулі класу Tier1 потужністю 250–300 Вт займають площу 1,5–1,7 кв. м, тобто для станції потужністю 10 кВт потрібно: 10 000 Вт / 250 Вт = 40 модулів. Для монтажу панелей СЕС 10 кВт знадобиться 1,6 кв. м × 40 шт = 64 кв. м даху чи іншої поверхні.
Якщо даху не вистачає, є два варіанти: наземна конструкція або панелі з вищою потужністю. Але наземний монтаж вимагає додаткового фундаменту та захисту від вітру - це +15–20% до вартості.
Характеристики сонячних панелей
Монокристалічні - відрізняються високим коефіцієнтом корисної дії (ККД 18–22%), компактністю, але мають більш високу ціну. Вони працюють краще в умовах розсіяного світла та в хмарну погоду. З мого досвіду, для приватних будинків це оптимальний вибір: менше панелей = менше площі = простіший монтаж.
Полікристалічні - дешевші, але менш ефективні (ККД 15–18%). Їм потрібна більша площа для тієї самої потужності. Якщо у вас великий дах і обмежений бюджет, полікристалічні панелі працюють не гірше, просто займають більше місця. Різниця в генерації - близько 10–15% на користь монокристалічних.
Категорії обладнання: Tier1, Tier2, Tier3
Tier1 – продукція десятка найкращих виробників, через 25–30 років ефективність сонячних панелей зберігається лише на рівні 80%. Це бренди типу Longi Solar, Jinko Solar, Canadian Solar. Вони дають реальну гарантію на потужність і сервісну підтримку. Якщо панель виходить з ладу через 5 років, ви отримаєте заміну, а не відмову.
Tier2 – асортимент середньої якості. Деградація панелей - до 85–90% за 20–25 років. Ціна на 10–15% нижча, але гарантія часто формальна: виробник є, але представництва в Україні немає. Якщо панель зламається, заміна займе місяці.
Tier3 – сонячні панелі невідомих або маловідомих китайських виробників. Висока деградація протягом 15–20 років (до 70% вихідної потужності). Я не рекомендую цю категорію для довгострокових проєктів - економія на закупівлі обертається втратами через 5–7 років.
Як розрахувати гібридну сонячну станцію з акумуляторами
Розрахунок ємності акумуляторів
Гібридна СЕС - це on-grid система з акумуляторами. Вдень ви продаєте надлишки в мережу або заряджаєте батарею, вночі працюєте від акумулятора. Це зменшує залежність від мережі та захищає від відключень. Формула розрахунку ємності:
Ємність АКБ (кВт·год) = Нічне споживання (кВт·год) × 1,15 (на втрати)
При розрахунку акумуляторів слід враховувати, що вони не повинні розряджатися більше ніж на 70%. Тобто для сонячної електростанції потужністю 8 кВт потрібно 8000 Втч + 70% = 13 600 Втч.
Приклад: якщо нічне споживання 6 кВт·год, потрібна ємність мінімум 7 кВт·год (6 × 1,15). Це акумулятор на 48 В і 150 Ач або 2 акумулятори по 100 Ач.
Формула для нічного споживання
Розділіть добове споживання на денне (60–70%) та нічне (30–40%). Для будинку зі споживанням 16 кВт·год на добу: 10 кВт·год вдень, 6 кВт·год вночі. Нічне споживання - це холодильник, освітлення, зарядка телефонів, іноді насос або бойлер. Якщо ви вмикаєте пральну машину або кондиціонер вночі, цифра зростає до 8–10 кВт·год - тоді потрібен акумулятор на 10–12 кВт·год.
З мого досвіду, гібридна система окупається швидше, якщо у вашому регіоні часті відключення або висока ціна на нічний тариф.
Зелений тариф: обмеження потужності
Якщо сонячна електростанція для будинку підключена за "Зеленим тарифом", електрика, яку вироблятиме СЕС, насамперед піде на покриття власних потреб. Рівень споживання домашньої мережі визначає РЕМ (розумний електролічильник), зазвичай - 5–10 кВт. Надлишки продаються в мережу за зеленим тарифом, але тут є законодавчі обмеження:
- Домогосподарства: потужність СЕС до 30 кВт без ліцензії.
- Енергетичні кооперативи: до 150 кВт без ліцензії, понад 150 кВт - потрібна ліцензія.
- Юридичні особи: до 10 МВт з ліцензією.
Якщо ваша станція потужніша за 30 кВт, доведеться реєструвати юридичну особу або кооператив. Це додаткові витрати на бухгалтерію та звітність. Я рекомендую домогосподарствам не перевищувати 30 кВт - це оптимальний баланс між економією та бюрократією.
Інсоляція в регіонах України
Рівень інсоляції впливає на генерацію прямо пропорційно: різниця між Одесою та Львовом - до 25–30%. Це означає, що для однакового споживання на заході потрібна потужніша станція або більше панелей.
Таблиця інсоляції по регіонах:
| Регіон | Інсоляція (кВт·год/м²/рік) | Сонячних днів/міс |
|---|---|---|
| Південь (Одеса, Херсон) | 1200–1300 | 22–25 |
| Центр (Київ, Кропивницький) | 1100–1200 | 20–22 |
| Захід (Львів, Ужгород) | 1000–1100 | 18–20 |
Для точного розрахунку я використовую дані PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) - це безкоштовний інструмент Європейської комісії. Ви вводите координати об'єкта, кут нахилу даху, азимут - і отримуєте прогноз генерації по місяцях. Це набагато точніше, ніж загальні цифри по регіону.
Інвертор: як підібрати потужність
Інвертор перетворює постійний струм від панелей у змінний струм для вашої мережі. Його потужність повинна відповідати потужності СЕС або бути трохи вищою (на 10–20%). Якщо станція 10 кВт, інвертор - 10–12 кВт. Менша потужність означає, що частина енергії від панелей не використовується, більша - переплата за "запас", який не працює.
Частина постійного струму, виробленого панелями, інвертор перетворює на змінний, частину можна направити на зарядку акумуляторів (у гібридних системах). Сучасні інвертори мають ККД 96–98% - це означає, що втрати під час перетворення мінімальні. Але якщо ви купуєте дешевий no-name інвертор з ККД 90%, втрачаєте 10% від всієї генерації щодня.
FAQ: часті питання про розрахунок СЕС
Q: Скільки сонячних панелей потрібно для будинку 100 м²?
Для будинку 100 м² зі споживанням 300–400 кВт·год/міс потрібна станція 5–6 кВт - це 10–12 панелей потужністю 500 Вт. Якщо споживання вище (є електроопалення або бойлер), додайте ще 2–4 панелі.
Q: Яка потужність сонячної панелі оптимальна для дому?
Для приватного будинку оптимальні панелі 500–600 Вт - вони займають менше місця при тій самій потужності станції. Панелі Tier1 (Longi, Jinko) мають ККД 20–22%, що на 15–20% вище, ніж у бюджетних аналогів.
Q: Як врахувати сезонність при розрахунку СЕС?
Взимку генерація падає на 40–60% через короткий світловий день та низький кут сонця. Для цілорічного забезпечення використовуйте гібридну СЕС з акумуляторами або враховуйте підключення до мережі. Розрахунок краще робити по найгіршому місяцю - грудень або січень.
Q: Чи можна встановити станцію меншої потужності?
Так, але вона не покриє всі потреби. Для часткового забезпечення (наприклад, тільки освітлення та холодильник) достатньо 2–3 кВт. Решту споживання ви компенсуєте з мережі. Це робоче рішення, якщо бюджет обмежений або площа даху мала.
Q: Яка окупність сонячної електростанції в Україні?
При поточних тарифах та зеленому тарифі окупність гібридної СЕС 10 кВт - 4–6 років. Мережеві станції окупаються швидше (3–5 років) через продаж надлишків. Автономні системи окупаються довше (7–10 років), але дають повну незалежність від мережі.
Розрахунок СЕС - це не только формули, а й розуміння, як ви живете: коли вмикаєте обладнання, скільки споживаєте влітку vs взимку, чи є в планах розширення. Я завжди починаю з технічного брифу: надішліть рахунки за електрику, план даху та список основного обладнання. На основі цього я складу 2–3 сценарії з поясненням, чим вони відрізняються і що краще саме для вас. Консультація безкоштовна - зателефонуйте або напишіть.