Сонячна електростанція для дому: гібридний інвертор, панелі й батареї

Сонячна електростанція для приватного будинку в Україні — вже не лише спосіб зменшити рахунки, а й шлях до автономності під час відключень. Але є важливий нюанс, про який часто мовчать: звичайна мережева станція без батарей під час відключення вимикається разом із мережею. Щоб мати світло, коли за графіком його немає, потрібна гібридна система. Розбираємося, з чого вона складається і як її підібрати.

Мережева, автономна чи гібридна: у чому різниця

• Мережева (on-grid) — панелі й мережевий інвертор, без батарей. Вдень зменшує споживання з мережі, але при зникненні напруги інвертор зобов'язаний вимкнутися, щоб не подавати струм у лінію, де можуть працювати електрики. Під час відключення світла не дає.
• Автономна (off-grid) — працює без мережі взагалі, батареї обов'язкові. Підходить для об'єктів без підключення до електромережі.
• Гібридна — панелі, батареї та мережа в одній системі. Вдень сонце живить будинок і заряджає батареї, при відключенні інвертор переводить резервні лінії на батареї й панелі. Саме цей варіант потрібен, якщо мета — пережити графіки відключень.

Гібридний інвертор: на що дивитися

• Потужність. Для типового будинку з газовим опаленням — 3–6 кВт. Для великих будинків або з тепловим насосом — 8–12 кВт і окремий розрахунок.
• Одна чи три фази. Якщо в будинку трифазний ввід, однофазний інвертор резервує лише групи, підключені до однієї фази. Трифазний дорожчий, але потрібен, якщо є трифазні споживачі.
• Кількість MPPT-трекерів і діапазон напруги — під кількість рядів панелей (стрінгів) і різну орієнтацію схилів даху.
• Напруга батареї. Для дому найпоширеніші низьковольтні системи на 48 В; високовольтні — для більших потужностей.
• Режим ДБЖ і час перемикання на резерв — щоб техніка не перезавантажувалася.
• Обмеження віддачі в мережу — якщо не плануєте продавати електроенергію.
• Сумісність із батареями — протокол зв'язку з BMS має підтримуватися інвертором.

Сонячні панелі: скільки і яких

Сучасні монокристалічні панелі мають потужність 400–600 Вт і площу близько 2–2,6 м² кожна. Кожен кіловат панелей в Україні виробляє орієнтовно 1 000–1 300 кВт·год на рік — залежно від регіону, орієнтації й кута нахилу.

• Найкраща орієнтація — південь; схід і захід дають менше, але рівномірніше протягом дня. Оптимальний кут нахилу для наших широт — близько 30–35°.
• Тінь від дерев, димаря чи сусіднього будинку — ворог станції: одна затінена панель знижує віддачу всього ряду. Це вирішується правильним розбиттям на стрінги або оптимізаторами.
• Дах має бути в доброму стані й витримувати додаткове навантаження з урахуванням вітру та снігу. Альтернатива — наземні конструкції на ділянці.
• Сумарна потужність панелей зазвичай близька до потужності інвертора або трохи більша — у межах допустимого входу інвертора.

Чесно про зиму. У грудні–січні панелі виробляють у кілька разів менше, ніж улітку, а саме взимку відключення найчастіші. Сонце покриє лише частину потреб, тож основою резерву взимку залишаються батареї, які заряджаються від мережі між відключеннями, а для довгих аварій — генератор, підключений через АВР.

Батареї: яка ємність потрібна

Для дому зазвичай використовують LiFePO4-модулі на 48 В ємністю близько 5 кВт·год, які можна нарощувати. Розрахунок той самий, що й для квартири (докладно — у статті «Інвертор з акумулятором для квартири»):

Ємність (Вт·год) = навантаження (Вт) × години / ККД

Приклад для будинку з газовим котлом: котел (120 Вт), холодильник (у середньому 60 Вт), насос свердловини (у середньому близько 100 Вт з урахуванням коротких вмикань), роутер, освітлення й телевізор — разом близько 400 Вт. На 8 годин: 400 × 8 / 0,9 ≈ 3,6 кВт·год, з урахуванням допустимого розряду — близько 4 кВт·год. Один модуль на 5 кВт·год — впритул, два — із запасом на довге нічне відключення.

Батареї ставлять у сухому приміщенні з температурою орієнтовно 10–30 °C. LiFePO4 не можна заряджати на морозі, тож неопалюваний гараж узимку — погане місце.

Компонент	Типово для будинку	Орієнтовна ціна
Гібридний інвертор	5–6 кВт, одна фаза	25–60 тис. грн
Батарея LiFePO4	48 В, близько 5 кВт·год	35–70 тис. грн за модуль
Сонячна панель	450–550 Вт	3–6 тис. грн за шт.
Кріплення, захист, кабелі, монтаж	Залежить від даху і схеми	Розраховується індивідуально

Ціни змінюються з курсом і сезоном, тож перед покупкою уточнюйте актуальні. Умови продажу надлишків у мережу також змінювалися — якщо це вас цікавить, перевірте чинний порядок у свого оператора системи розподілу.

Електрична частина й безпека

• Напруга ряду панелей може сягати кількох сотень вольт постійного струму. Дуга постійного струму сама не гасне, тому потрібні DC-роз'єднувачі, запобіжники стрінгів і захист від імпульсних перенапруг на стороні DC та AC.
• Металеві конструкції й корпус інвертора заземлюють.
• Кабелі — спеціальні для сонячних систем, стійкі до ультрафіолету; конектори — сумісні між собою, без «збірних» пар від різних виробників.
• У щитку виділяють окрему резервну групу: котел, насоси, холодильник, світло, розетки для техніки. Бойлер, духовку, кондиціонери залишають на «мережевій» групі, щоб вони не розрядили батареї за годину.
• Налаштовують пріоритети: що спершу живить будинок і від чого заряджається батарея — від сонця чи мережі.

З чого почати: порядок дій

1. Оцініть споживання. Перегляньте рахунки за рік і складіть список приладів, які мають працювати під час відключень. Саме вони, а не все споживання будинку, визначають потужність інвертора та ємність батарей.
2. Визначте місце. Дах або ділянка без тіні для панелей, сухе приміщення для інвертора й батарей неподалік від щитка.
3. Оберіть інвертор з урахуванням кількості фаз і майбутнього розширення.
4. Порахуйте батареї під найдовше типове відключення у вашому районі.
5. Сплануйте електричну частину: резервну групу в щитку, захист, заземлення, за потреби — підключення генератора.

Систему не обов'язково купувати одразу повністю: часто починають з інвертора й однієї батареї, а панелі та додаткові модулі додають згодом.

Чим допоможе «Гарант Ремонт»

Ми не продаємо обладнання — допомагаємо підібрати систему й виконуємо електромонтаж. Наші електрики:

• оцінять навантаження будинку й підкажуть потужність інвертора та ємність батарей;
• допоможуть обрати сумісне обладнання;
• змонтують гібридний інвертор і батареї з усім захистом;
• виділять резервну групу в щитку або прокладуть окрему лінію резервного живлення;
• підключать котел і насоси до резерву, а за потреби — генератор через перекидний рубильник або АВР;
• налаштують режими роботи, перевірять перехід на резерв і дадуть гарантію на роботи.

Можливість монтажу панелей на даху уточнюйте під час оформлення заявки. Орієнтовна вартість електромонтажних робіт — на сторінці цін.

Відповіді на часті запитання

Чи працюватиме сонячна станція під час відключення світла?

Мережева станція без батарей — ні, вона вимикається разом із мережею. Гібридна або автономна система продовжує живити резервні лінії від батарей і панелей.

Чи можна почати з інвертора й батарей, а панелі додати пізніше?

Так. Гібридний інвертор працює як джерело безперебійного живлення і заряджає батареї від мережі. Панелі можна додати пізніше, якщо одразу обрати інвертор із достатнім входом для них.

Скільки панелей потрібно для інвертора на 5 кВт?

Зазвичай 10–12 панелей по 450–500 Вт, але точну кількість визначають за допустимим входом інвертора, площею й орієнтацією даху.

Чи вистачить сонця взимку?

Частково. Узимку панелі виробляють у кілька разів менше, ніж улітку, тому батареї заряджаються переважно від мережі між відключеннями, а для довгих аварій варто мати генератор.