В Україні станції потужністю 10 кВт стали, мабуть, найпоширенішим рішенням для приватних домовласників. Це потужність, яка оптимально покриває потреби середнього домогосподарства та відповідає ліміту для підключення до мережі за спрощеною схемою. Станція здатна щорічно виробляти від 11000 до 13000 кВт·год електроенергії залежно від регіону. Можна повністю закрити річне споживання будинку площею 150–200 м² з електричним опаленням або покрити до 70–80% навантаження котеджу з газовим котлом та великим набором побутового обладнання.
Тому питання «Скільки потрібно сонячних панелей на 10 кВт?» виникає найчастіше саме у контексті приватних проєктів.
Чому не можна назвати точну кількість одразу
На перший погляд, завдання здається простим: якщо одна панель дає умовні 500 Вт, то для 10 кВт потрібно двадцять штук. Але на практиці так не працює. Щоб зрозуміти, скільки саме одиниць підійде для конкретного будинку чи ділянки, потрібно враховувати десяток факторів. Точний розрахунок виконує інженерна компанія після обстеження об'єкта. Перед тим як розрахувати потужність сонячної електростанції для будинку, число та параметри потрібного обладнання, фахівці вивчають енергоспоживання, визначають доступну площу під монтаж (дах, земельну ділянку, фасад), оцінюють орієнтацію до сонця і потім підбирають обладнання.
Як сценарій використання енергії визначає число сонячних батарей на 10 кіловатів потужності?
Не всі станції працюють однаково. Сценарій використання визначає, як саме розподіляється енергія, і це впливає на кількість фотомодулів.
Мережева СЕС
Типова мережева сонячна електростанція на 10 кВт працює у зв'язці з центральною мережею: вдень панелі забезпечують будинок, а надлишок іде у мережу. Вночі електроенергія береться назад із мережі. Кількість одиниць розраховується впритул під денне споживання, без великого запасу, тому що «нічні» кіловати не потрібно зберігати. Зазвичай використовують найменше число модулів для 10 кіловатної станції.
Гібридна СЕС
Крім фотомодулів та інвертора додаються акумулятори (тут можна дізнатися докладніше про те, що потрібно для сонячної електростанції різних типів). Система повинна вдень покривати всі поточні потреби та встигати зарядити батареї на вечір та ніч. Інженери додають надмірну генерацію: система на 10 кВт споживання може вимагати 11-12 кВт встановленої потужності. Замість умовного комплекту сонячних батарей 10 кВт на 20 панелей по 500 Вт доведеться поставити 22-24.
Автономна СЕС
Тут потрібно ще більше одиниць, ніж для гібридної сонячної електростанції 10 кіловатів, адже об'єкт повністю відключений від централізованої мережі. Модулі повинні не тільки забезпечувати роботу будинку в сонячний день, а й формувати резерв на похмуру погоду та короткий зимовий день. Інженери закладають запас 30-40% літнього навантаження. Тобто для того ж проєкту на 10 кВт споживання доведеться змонтувати 14–15 кВт встановленої потужності. Якщо беремо прості типові панелі по 500 Вт, це вже 28–30 модулів.
Потужність та виробник
Сьогодні на ринку є модулі різних виробників: від 400 до 600 Вт номінальної потужності на одну панель. Наприклад, популярні JA Solar випускають моделі на 540-565 Вт із ККД близько 21,3%.
Чим вища потужність, тим менша кількість потрібна для тієї ж станції. Але є нюанс: модулі високої потужності фізично більші. Стандартний модуль на 550 Вт має площу близько 2,3 м, а на даху будинку з обмеженою площею це відіграє вирішальну роль.
Якщо дах великий і рівний, вигідно ставити потужні фотомодулі, скоротивши їх кількість та кількість кабельних з'єднань. Якщо площа обмежена чи складна за формою, інженери підбирають моделі меншого розміру, щоб залучити кожен метр.
Важливо враховувати як номінал, а й технології, які використовує виробник (докладно про них ми писали у статті “Як влаштовано сонячну панель” в блозі). Моделі на базі PERC, TOPCon або HJT, а також з half-cut \показують більш стабільне вироблення в реальних умовах при жарі, частковому затіненні або низькому зимовому сонці. Вартість вища, але ефективність вироблення і термін служби обладнання компенсують вкладення.
Площа та розташування
Кожна стандартна панель займає приблизно 2 квадратні метри. Якщо взяти 20 модулів, то це вже близько 40 м². Але їх не можна класти впритул один до одного: при монтажі залишають технологічні прозори для кріплень, вентиляції та обслуговування. Площа зростає приблизно на 10–15%. Тобто під сонячні батареї на 10 кВт потрібно закласти близько 45-50 м ² на даху.
Якщо установка не на даху, а на землі, площі потрібно трохи більше, близько 55-60 м². Додається простір для проходів між рядами, щоб модулі не затіняли один одного за низького зимового сонця.
Якщо достатнього місця немає, інженери беруть моделі більшої потужності, щоб досягти тих же 10 кВт меншим числом.
Дуже важливо враховувати орієнтацію та кут нахилу. Ідеальний варіант для України – панелі на південній стороні з нахилом близько 30–35°. Тоді вони максимально ефективно вловлюють сонячне проміння. Якщо ж дах дивиться строго на схід чи захід, то втрати виробітку можуть становити до 15–20%. Інженери закладають додаткові 2-3 штуки, щоб компенсувати брак енергії.
ККД обладнання та втрати
Енергія від модулів проходить через інвертор, кабелі, сполучні коробки, захисні автомати. І на кожному етапі частина потужності втрачається. Навіть у найсучаснішого обладнання коефіцієнт корисної дії (ККД) рідко перевищує 97–98%. Це означає, що з кожних згенерованих 100 кВт·год споживач отримає приблизно 95–96 кВт·год.
Щоб станція реально видавала "чесні" 10 кВт на виході, інженери закладають невеликий запас за кількістю панелей, зазвичай плюс 1–2 модулі до розрахункового мінімуму.
Регіон та клімат
Україна є досить протяжною країною, і рівень випромінювання сильно залежить від регіону. У південних областях (Одеса, Миколаїв, Херсон) сонячна радіація досягає 1400 кВт·год/м² на рік. На півночі (Чернігів, Житомир) близько 1150 кВт·год/м². Різниця майже 20%.
Що це означає для власника? На півдні сонячна електростанція для будинку на 10 кВт з 20 панелей потужністю по 500 Вт забезпечить річне вироблення в межах норми. Але якщо їх поставити в Чернігівській області, система за рік дасть менше енергії. Щоб компенсувати різницю, доведеться або збільшувати кількість модулів, або вибирати моделі з вищим ККД.
Наприклад, автономна сонячна система електропостачання на 10 кВт в Одеській області забезпечить будинок достатньою енергією цілий рік, а в північних регіонах до базового комплекту доведеться додати ще 2–3 одиниці або потужніші акумулятори, щоб покрити зимовий дефіцит.
Робочий діапазон інвертора (напруга та струм)
Інвертор визначає, скільки модулів можна поставити в один ланцюжок (стрінг). Наприклад, інвертор з робочим діапазоном 200-1000 В прийме 10-14 штук по 50 В, отже, вся станція може бути з 2-3 стрінгів. Іноді розрахунок потужності впирається саме в характеристики інвертора: при обмеженні напруги доводиться додавати зайві модулі в паралельні ланцюги.
Індивідуальний підхід до розрахунку від Atmosfera: що ще враховують інженери
Розраховуючи, скільки сонячних панелей потрібно для 10 кВт потужності, інженери враховують та індивідуальні вимоги проєкту. Наприклад:
-
Іноді оператор мережі обмежує потужність точки підключення. Проєктувальники використовують більше одиниць з понижувальним інвертором («оверсайзинг»), щоб станція навіть у похмурі дні видавала 10 кВт, що лімітуються.
-
Враховують бюджет клієнта. Іноді вигідніше поставити 22-24 модулі по 450 Вт, ніж 18 штук по 550 Вт: різниця в ціні на обладнання та монтаж може бути помітною, а генерація на рік виявиться приблизно однаковою. З іншого боку, якщо дах невеликий (наприклад, всього 45 м²), а замовнику потрібно саме 10 кВт, то тут без варіантів доведеться брати моделі з високим ККД (500-550 Вт і вище), інакше фізично вони просто не помістяться.
Залишіть заявку або зателефонуйте до Atmosfera, щоб отримати попередній розрахунок кількості та ціни сонячних батарей на 10 кВт потужності для вашого об'єкта, з урахуванням усіх його особливостей та ваших побажань.
