Солнечная станция для дачи без электричества: расчёт от списка приборов

Для дачи без сети, куда приезжают с апреля по октябрь, хватает автономной станции на 2–3 кВт панелей с инвертором на 3–5 кВт и батареей LiFePO4 около 5 кВт·ч. Такая система питает холодильник, свет, насос, электронику и недолгую работу чайника или инструмента. Электрическое отопление и плиту она не потянет, а с ноября по февраль в средней полосе ей нужна подстраховка генератором. Ниже — расчёт на примере участка в Подмосковье: от списка приборов до выработки по месяцам.

Считаем от нагрузок, а не от панелей

Сетевую станцию подбирают под крышу и годовой счёт. Автономную — в обратном порядке: сначала сколько киловатт-часов уходит за сутки и какая мощность нужна одновременно, затем батарея, и только в конце панели. Ошибка в первом шаге не лечится ничем: если расход занижен вдвое, система будет садиться к полуночи при любом оборудовании.

Возьмём типичный набор дачного дома, где живут семьёй в выходные и в отпуск.

Прибор	Мощность	Работа в сутки	Расход, кВт·ч
Холодильник	компрессор 100–150 Вт, циклами	круглые сутки	1,0
Освещение, пять светодиодных ламп	50 Вт	5 ч	0,25
Насос в скважине или колодце	800 Вт	30 мин	0,4
Ноутбук и зарядки телефонов	60 Вт	5 ч	0,3
Роутер с модемом	10 Вт	24 ч	0,24
Телевизор	80 Вт	3 ч	0,24
Чайник	2 000 Вт	12 мин (четыре кипячения)	0,4
Микроволновая печь	1 200 Вт	9 мин	0,18
Приборы, итого			3,0
Собственное потребление инвертора	около 40 Вт	24 ч	1,0
Всего			4,0

Строку про инвертор забывают чаще всего. Включённый инвертор на 3–5 кВт сам потребляет десятки ватт, даже если в доме горит одна лампа; точная цифра есть в паспорте. При 40 Вт это 40 × 24 = 960 Вт·ч, то есть четверть всего бюджета. Поэтому на время отъезда инвертор либо выключают, либо переводят в режим ожидания, если он есть.

Вторая цифра — одновременная мощность. Чайник (2 кВт), насос (0,8 кВт) и холодильник (0,15 кВт) вместе дают около 3 кВт, а насос в момент пуска берёт ток в несколько раз выше рабочего. Отсюда инвертор не меньше 3 кВт, а спокойнее — 5 кВт с запасом по перегрузке. Почему это важно, разобрано в статье про пусковые токи.

Батарея: ночь и один пасмурный день

Батарея в автономной системе решает две задачи: держит дом от заката до утра и страхует на случай дня без солнца. Формула простая: суточный расход × число суток автономии ÷ (глубина разряда × КПД инвертора).

Для одних суток: 4,0 ÷ (0,9 × 0,93) ≈ 4,8 кВт·ч. Ближайший стандартный модуль LiFePO4 — 51,2 В и 100 А·ч, это 51,2 × 100 = 5 120 Вт·ч, или 5,12 кВт·ч. При разряде до 10 % в работу идёт около 4,6 кВт·ч. Вечер и ночь в нашем примере забирают порядка 2 кВт·ч, так что к утру остаётся больше половины — запас на хмурое утро и на пуск насоса.

Двое суток автономии потребуют уже около 10 кВт·ч. Для сезонной дачи это редко оправдано: дешевле держать генератор, чем вторую батарею, которая понадобится несколько раз за лето. Модули выбирают в разделе аккумуляторов, а расчёт под свои цифры можно прогнать в калькуляторе автономности.

Панели: что дают 2,4 кВт в Подмосковье

Возьмём 2,4 кВт — четыре панели по 600 Вт или шесть по 400 Вт. Данные PVGIS для Москвы: оптимальный наклон 41°, ориентация на юг, системные потери 14 %. Умножаем месячную удельную выработку на 2,4.

Месяц	Выработка за месяц, кВт·ч	В среднем за сутки, кВт·ч	Против расхода 4,0 кВт·ч
Апрель	266	8,9	хватает с двойным запасом
Май	312	10,1	хватает с запасом
Июнь	315	10,5	хватает с запасом
Июль	308	9,9	хватает с запасом
Август	289	9,3	хватает с запасом
Сентябрь	206	6,9	хватает, запас небольшой
Октябрь	119	3,8	на грани
Ноябрь	55	1,8	меньше половины
Декабрь	46	1,5	около трети
Январь	76	2,4	чуть больше половины

Зачем панелей вдвое больше среднего расхода? Причин три. Во-первых, это средние цифры: в плотную облачность панели дают в несколько раз меньше, и после такого дня батарею нужно успеть зарядить заново. Во-вторых, часть энергии теряется на заряде и разряде аккумулятора — порядка десятой доли. В-третьих, когда батарея полна, а потребителей нет, инвертор просто ограничивает панели, и эта выработка пропадает. В автономной системе запас по панелям — самая дешёвая страховка.

Летний излишек можно пустить в дело. В июне станция в среднем даёт 10,5 кВт·ч при расходе 4,0. Нагрев бойлера на 80 литров на 40 °C требует 80 × 40 × 1,163 ≈ 3 700 Вт·ч, или 3,7 кВт·ч: если включать его таймером в полдень, горячая вода получается за счёт энергии, которая иначе пропала бы. В сентябре этот фокус уже не проходит.

Если дачей пользуются только в тёплый сезон, панели можно поставить положе оптимальных 41°: летнее солнце стоит высоко, и меньший наклон прибавляет выработку именно в эти месяцы. Зимнюю выработку это снизит, но зимой на такой даче никого нет.

Генератор как подстраховка

В октябре средняя выработка сравнивается с расходом, а с ноября по январь покрывает от трети до половины. Наращивать панели под декабрь бессмысленно: чтобы получить 4 кВт·ч в сутки при декабрьских 19,1 кВт·ч с киловатта за месяц, понадобилось бы 4 × 31 ÷ 19,1 ≈ 6,5 кВт панелей, и это без учёта снега на них.

Разумнее небольшой бензиновый генератор на 2–3 кВт, подключённый ко входу инвертора. Он не питает дом напрямую, а заряжает батарею: чтобы поднять модуль 5,12 кВт·ч с 20 до 100 %, нужно около 4,1 кВт·ч, при мощности заряда 2 кВт это примерно два часа работы. Остальное время дом живёт от аккумулятора в тишине. Ток заряда в настройках инвертора ограничивают так, чтобы генератор не работал на пределе.

Что в автономную систему не включать

• Электрообогреватель. 1,5 кВт × 8 часов = 12 кВт·ч — три суточных бюджета за один вечер. Отопление на даче без сети — это печь или газ.
• Электроплиту. Конфорка на 2 кВт за час готовки съедает половину суточного запаса. Газовый баллон решает вопрос проще.
• Сварочный аппарат и мощный компрессор. Для разовых работ запускают генератор напрямую.
• Бойлер без таймера. Ночной подогрев воды посадит батарею; греть её нужно днём, в часы излишков.

Состав комплекта и зимовка

Для примера выше набор выглядит так: 2,4 кВт солнечных панелей с крепежом, гибридный инвертор на 3–5 кВт с батарейным входом 48 В и входом для генератора, модуль LiFePO4 на 5,12 кВт·ч, защита на стороне постоянного тока (разъединитель, УЗИП), солнечный кабель и коннекторы. Ориентир сайта в 60 000 рублей за киловатт относится к сетевым станциям без накопителя; автономная за счёт батареи выходит дороже, и точную сумму даёт только расчёт под ваш список приборов. Если не хочется подбирать по отдельности, посмотрите готовые комплекты.

На зиму важно помнить об ограничении химии: литий-железо-фосфатный аккумулятор нельзя заряжать при температуре ячеек ниже 0 °C, электроника батареи такой заряд блокирует. Если дом зимой не отапливается, батарею либо увозят, либо отключают и оставляют наполовину заряженной — условия хранения указаны в паспорте. Панели и крепёж зимуют на месте. Подробности — в статье про аккумулятор и мороз.

Частые вопросы

Можно ли обойтись без батареи, только панели и инвертор?

Для дома — нет. Мощность панелей меняется с каждым облаком, а холодильнику и насосу нужно стабильное питание. Батарея работает буфером даже днём, и большинство автономных инверторов без неё не запускаются.

Хватит ли 1 кВт панелей, если приезжать только на выходные?

Летом — на грани возможного. В июне 1 кВт даёт в Подмосковье в среднем 131,1 ÷ 30 ≈ 4,4 кВт·ч в сутки. За будни батарея зарядится полностью, если инвертор и холодильник выключены. В выходные расход составит 8 кВт·ч за два дня, приход — 4,6 кВт·ч из батареи и около 8,8 кВт·ч с панелей в ясную погоду. В сентябре тот же киловатт даёт 2,9 кВт·ч в сутки, и этого уже мало.

Что будет со станцией, если в посёлок проведут сеть?

Ничего не пропадёт. Гибридный инвертор умеет работать вместе с сетью: станция станет снижать счёт, а батарея — служить резервом при отключениях. Поэтому для дачи с перспективой подключения лучше сразу брать гибридный инвертор, а не чисто автономный.

Нужен ли отдельный контроллер заряда?

В гибридном инверторе контроллер с поиском точки максимальной мощности уже встроен. Отдельный контроллер заряда нужен в маленьких системах на 12 или 24 В, где панели заряжают аккумулятор, а потребители питаются постоянным током.