Солнечная станция для конюшни и конного клуба: свет, вода, подогрев поилок и манеж

Нагрузка конюшни небольшая и по большей части дневная: свет в денниках и манеже, насосы воды, стиральная машина для попон, бойлер для мойки лошадей. Солнечная станция закрывает такую базу хорошо. Но есть одна нагрузка, которая идёт против солнца: зимний подогрев поилок. Она нужна на морозе, когда выработка минимальна, поэтому в холодное время основным источником остаётся сеть. Для клуба на 10–20 лошадей разумная станция — порядка 10 кВт, 20 кВт имеет смысл только при заметной нагрузке сверх конюшни.

Близкие профили уже разбирали: ферма и теплица и скважина и полив. Здесь считаем именно конный клуб, с манежем и подогревом воды.

Условный клуб и его нагрузки

Возьмём клуб на 15 лошадей: конюшня с денниками, крытый манеж, скважина, помещение для амуниции со стиральной машиной, мойка для лошадей. Все цифры ниже условные: у вас будут другие мощности и режимы, но ход расчёта останется тем же. Сезон «зима» — декабрь и январь, «лето» — июнь и июль.

Нагрузка	Расчёт	Зима, кВт·ч в сутки	Лето, кВт·ч в сутки
Освещение конюшни и коридора	1 кВт × 8 ч зимой, × 3 ч летом	8,0	3,0
Освещение манежа	6 кВт × 4 ч зимой, × 1 ч летом	24,0	6,0
Насос скважины	1,1 кВт × 3 ч	3,3	3,3
Стирка попон и чепраков	в среднем за сутки	3,0	3,0
Бойлер для мойки лошадей	200 л × 35 °C × 1,163 Вт·ч зимой; × 25 °C летом	8,1	5,8
Подогрев поилок	15 шт. × 0,15 кВт × 8 ч	18,0	0
Итого		64,4	21,1

Мощность поилок в расчёте условная, реальную смотрите в паспорте. Подогрев включается по термостату только на морозе, поэтому восемь часов в сутки — допущение, а не измерение.

Таблица: нагрузка, сезон, совпадение с солнцем

Нагрузка	Когда нужна	Совпадение с выработкой
Освещение конюшни	Утро и вечер, зимой дольше	Слабое: свет нужен, когда солнца нет
Освещение манежа	Вечерние занятия, особенно зимой	Слабое или нулевое
Насос воды	Днём, по расходу	Хорошее, можно сдвинуть на полдень
Стирка попон	Любое время	Хорошее, если запускать днём
Мойка лошадей и бойлер	Тёплая половина года, днём	Хорошее
Подогрев поилок	Только на морозе, круглосуточно	Плохое: зимой, ночью и в короткий день

Главный вывод: солнце совпадает с водой, стиркой и мойкой, а вечерний свет и зимний подогрев остаются за сетью. Если пытаться закрыть их батареей, получится дорогая система, которая работает только часть года.

Что даёт станция 10 и 20 кВт

Годовая удельная выработка по PVGIS: Москва — 973 кВт·ч с 1 кВт, Казань — 1 109 кВт·ч с 1 кВт (панели на юг под оптимальным углом, потери системы 14 %). Для других городов возьмите цифру в калькуляторе выработки.

• 10 кВт: Москва 9 730 кВт·ч в год, Казань 11 090 кВт·ч.
• 20 кВт: Москва 19 460 кВт·ч в год, Казань 22 180 кВт·ч.

Сравним с нагрузкой. Среднегодовое потребление нашего клуба порядка 40 кВт·ч в сутки (между 21,1 летом и 64,4 зимой), то есть около 14 600 кВт·ч в год. Станция 10 кВт даёт 9 730 или 11 090 кВт·ч, то есть сопоставима с потреблением, а вот 20 кВт вдвое превысит его. Летом разница ещё заметнее: в июне станция 10 кВт в Москве даёт 1 311 кВт·ч в месяц, около 44 кВт·ч в сутки (131,1 × 10 : 30), а клуб тратит около 21, причём часть этой нагрузки вечерняя. В декабре в Москве 10 кВт дают всего 191 кВт·ч за месяц, около 6,2 кВт·ч в сутки (19,1 × 10 : 31), то есть примерно 10 % зимней нагрузки. Для Казани в декабре цифра такая же: 19,2 кВт·ч с киловатта.

Денежный расчёт на ориентире 9,5 руб./кВт·ч без НДС (цена для бизнеса нерегулируемая и меняется ежемесячно, поэтому это ориентир, а не цена договора):

• 10 кВт, Москва: 9 730 × 9,5 ≈ 92 435 руб. в год при полном использовании; станция по ориентиру 60 000 руб. за 1 кВт стоит около 600 000 руб.; 600 000 : 92 435 ≈ 6,5 года.
• 10 кВт, Казань: 11 090 × 9,5 ≈ 105 355 руб. в год; 600 000 : 105 355 ≈ 5,7 года.
• 20 кВт даёт вдвое больше выработки и вдвое больший бюджет, срок получается тот же, но использовать всю выработку клуб не сможет.

Если клуб использует на себя около 70 % выработки (условное допущение, остальное летний излишек), срок для Москвы растёт примерно до 9,3 года: 600 000 : (92 435 × 0,7 ≈ 64 700). Излишки можно продавать, но их покупают по цене заметно ниже розничной, поэтому выгоднее потреблять самому. Поэтому для такого клуба 10 кВт — разумнее, чем 20. Окупаемость на своих цифрах считается в калькуляторе окупаемости.

Крыша манежа и конюшни

Манеж — это большая площадь крыши, и она кажется идеальным местом для панелей. Но конструкция манежа, как правило, лёгкая: рассчитана на собственный вес и снег, а не на дополнительную нагрузку. Прежде чем что-либо закладывать, нужно проверить несущую способность и учесть снег для вашего района по СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия». Масса панелей с креплением и допустимая нагрузка разобраны в статье «Размеры и вес солнечных панелей: выдержит ли крыша», а влияние снега — в статье о снеговой нагрузке.

Отдельный нюанс: снег, сползающий с панелей, нужно куда-то направить. Над входом в манеж, над проходом лошадей и над коновязью это опасно: лавина с гладкого стекла пугает животных и травмирует людей. Расположите панели так, чтобы снег уходил в безопасную сторону, либо предусмотрите снегозадержатели; решение должен принять проектировщик.

Пыль, сено и пожарная безопасность

Конюшня — помещение с повышенной пожарной нагрузкой: сено, опилки, пыль, деревянные перегородки. Инвертор и батарея нагреваются в работе, а пыль на них ухудшает охлаждение. Поэтому оборудование не ставят в коридоре конюшни и в сенном складе: для него нужна отдельная щитовая с самостоятельной вентиляцией, выход наружу и отсутствие горючих материалов рядом. Требования к размещению и подключению разобраны в статье «Пожарная безопасность солнечной станции на крыше». Кабельные линии прокладывают в защищённых трассах, чтобы животные не могли их повредить. Все работы в щите и на линиях постоянного тока выполняет электрик, строго по инструкции изготовителя оборудования.

Подогрев поилок: сеть, а не батарея

Для подогрева поилок на морозе нужно устойчивое питание, но не от батареи. Причина проста: на этот подогрев уходит около 18 кВт·ч в сутки в нашем условном клубе, то есть для круглосуточной работы потребовался бы очень большой аккумулятор, а зимой его нечем было бы заряжать. Разумнее питать поилки от сети через отдельный защищённый автомат и держать их независимыми от станции. Если отключение сети в вашем районе — частое явление и вода в поилках может замёрзнуть, продумайте запасные ёмкости для воды и график ручного поения, а не пытайтесь закрыть всё батареей.

Резерв для воды и удалённая конюшня

Резерв стоит делать только для критичной нагрузки: насос воды и минимальное освещение. Для этого нужен гибридный инвертор и аккумулятор небольшой ёмкости: подобрать оборудование можно в разделах гибридных инверторов и аккумуляторов. Насос на 1,1 кВт запускается с пусковым током, и это надо учитывать при выборе инвертора; детали, как рассчитать станцию под насос, есть в статье про скважину, ссылка выше.

Если конюшня удалённая и сети нет, нужна автономная или гибридная система с генератором. Она дороже сетевой: аккумулятор должен переживать несколько пасмурных дней, а зимой без генератора не обойтись. Для таких объектов нагрузку лучше сначала сократить: светодиодное освещение, подогрев поилок только на морозе, мойка и стирка в тёплое время и днём.

Частые вопросы

Хватит ли станции 10 кВт для конюшни на 15 лошадей?

В условном расчёте — да, по годовому потреблению она сопоставима с нагрузкой. Но зимой станция даёт около 10 % потребления, поэтому полностью от сети отказаться не получится.

Можно ли греть поилки от солнечных панелей?

Напрямую зимой — плохо: подогрев нужен на морозе и ночью, когда выработки нет. Его лучше питать от сети, а солнце использовать для воды, стирки и мойки.

Можно ли ставить панели на крышу манежа?

Можно после расчёта: нужно проверить несущую способность конструкции и снеговую нагрузку для района. Самовольно закладывать дополнительный вес на лёгкую крышу нельзя.

Где в конюшне размещать инвертор и батарею?

В отдельной щитовой с вентиляцией, вдали от сена, опилок и пыли. В коридоре конюшни и в кормовых помещениях их размещать не следует.