Солнечная станция для сыроварни: пастеризация, камеры созревания и охлаждение молока — что ложится на солнце
В сыроварне энергия расходуется в двух разных режимах. Днём идёт работа с молоком: нагрев, мойка, насосы и мешалки. Круглосуточно работают камеры созревания и холодильники для готовой продукции. Первую часть солнечная станция покрывает хорошо, вторую — нет, и именно её нужно держать при отключении сети, потому что сыр в камере не должен ждать, пока вернут свет. Ниже расчёт для условной сыроварни, перерабатывающей до 1000 литров молока в день. Все мощности в примере условные; режимы нагрева и созревания определяет технология сыродела, мы их не придумываем.
Сколько энергии уходит на нагрев молока
Если молоко греют электрически, это самая крупная дневная нагрузка. Формула простая: масса × разность температур × 1,163 Вт·ч на килограмм и градус. Теплоёмкость молока чуть ниже, чем у воды, поэтому по этой формуле получается небольшой запас.
Для примера греем 1000 л с 6 до 32 °C: 1000 × 26 × 1,163 ≈ 30 200 Вт·ч, то есть около 30 кВт·ч тепла. С потерями электрического нагрева и в ёмкости это около 33 кВт·ч электричества. Если режим предусматривает более высокую температуру, расход растёт пропорционально разности: с 6 до 65 °C для того же объёма получится 1000 × 59 × 1,163 ≈ 68,6 кВт·ч. Это арифметика на примере, а какой режим выбирать, определяет технология.
Если нагрев в вашей сыроварне газовый или от твёрдотопливного котла, электрическая нагрузка заметно ниже, и станция нужна меньше: с неё покрывают насосы, мойку и холод. Мойка горячей водой: бойлер на 200 л нагревается с 10 до 60 °C за 200 × 50 × 1,163 ≈ 11,6 кВт·ч.
Полная картина нагрузки
| Процесс | Когда | Энергия, кВт·ч в сутки | Солнце или резерв |
|---|---|---|---|
| Нагрев молока электрический | днём, 2–3 часа | около 33 | солнце, можно сдвинуть на 10–14 часов |
| Мойка, бойлер на 200 л | днём | около 12 | солнце |
| Насосы, мешалки, прессы | днём, около 4 часов | около 6 | солнце |
| Охлаждение принятого молока | днём и ночью, цикл | около 8 | частично солнце |
| Две камеры созревания | круглосуточно | около 29 | резерв, только частично солнце |
| Холодильник готовой продукции | круглосуточно | около 7 | резерв |
| Свет, прочее | в смену | около 8 | солнце |
Строки получены так: камеры — 2 × 0,6 кВт среднего потребления × 24 часа ≈ 29 кВт·ч; холодильник — 0,3 кВт × 24 ≈ 7 кВт·ч. Сумма — около 103 кВт·ч в сутки. Из них круглосуточная нагрузка камер и холодильника — около 36 кВт·ч, то есть в среднем около 1,5 кВт без остановок. Остальные около 67 кВт·ч — дневные. За месяц в сумме получается порядка 2 800 кВт·ч, за год — около 34 000 кВт·ч при электрическом нагреве.
Дневная часть — удачный случай: нагрев молока и бойлера можно планировать. Если смещать их на 10:00–14:00, нагрузка совпадает с максимумом выработки. Это самый дешёвый способ увеличить долю собственного потребления.
Выработка и размер станции
Данные PVGIS из калькулятора на сайте: Москва — 973 кВт·ч в год с 1 кВт, Воронеж — 1 110, Краснодар — 1 240. Для станции 30 кВт умножаем на 30.
| Город | Выработка с 1 кВт, кВт·ч в год | Станция 20 кВт, кВт·ч в год | Станция 30 кВт, кВт·ч в год |
|---|---|---|---|
| Москва | 973 | 19 460 | 29 190 |
| Воронеж | 1 110 | 22 200 | 33 300 |
| Краснодар | 1 240 | 24 800 | 37 200 |
Годовое потребление примера — около 34 000 кВт·ч. Станция 30 кВт в Москве даёт около 86 % этого объёма по балансу, в Краснодаре — больше потребления. Но по часам картина другая: ночью станция не работает, а круглосуточные камеры берут энергию из сети. Станция 20 кВт в большинстве случаев достаточна для самопотребления, 30 кВт — граница, после которой часть выработки уйдёт в сеть.
Для денег возьмём ориентир сайта 9,5 руб./кВт·ч без НДС: это именно ориентир, цена для бизнеса нерегулируемая. Если станция 20 кВт в Москве выработает 19 460 кВт·ч и вся энергия пойдёт в дело, получится около 185 тыс. руб. в год. Ориентир стоимости — около 60 000 руб. за 1 кВт, для 20 кВт — около 1,2 млн руб.; для коммерческих станций цена может отличаться. Реальная выгода зависит от того, сколько энергии вы потребите сами: сыроварни, у которых основная нагрузка — холод и камеры, получают меньше, чем те, кто греет молоко электричеством.
Что делать с камерами созревания при отключении
Камеры созревания — это точная температура и влажность. Режим определяется технологией сыродела, поэтому мы не называем значений: вы знаете, как долго ваша камера держит режим без питания, и это можно проверить замером. Чаще всего изоляция даёт запас по времени, но он ограничен, а влажность и циркуляция воздуха зависят от вентиляторов и увлажнителей.
Расчёт ёмкости накопителя для камер и холодильника: нагрузка около 1,5 кВт среднего. Восемь часов отключения — это 1,5 × 8 = 12 кВт·ч. С учётом КПД инвертора около 90 % и глубины разряда около 90 % ёмкость — около 15 кВт·ч. При этом компрессоры камер пускаются с током в несколько раз выше рабочего, значения указаны в паспорте; инвертор подбирают с запасом по пусковой мощности, как разобрано в статье про пусковые токи.
Если отключения длятся сутки и больше, одним накопителем идти дорого. Тогда схема другая: накопитель закрывает первые часы и переключения, а генератор запускают, когда отключение затягивается. О выборе между накопителем и дизелем — в статье про резервное питание предприятия, а о том, зачем накопитель на производстве, — в статье про промышленный накопитель.
Как не перегрузить резервную линию
В резервную линию выводят только камеры, холодильники, освещение камер и управление. Нагрев молока и мойку при отключении не держат: это нагрузки в несколько киловатт, которые можно перенести. Для электромонтажа щит делят на две части — основную и резервную, — и выполняет это электрик. Для практичного подбора смотрите раздел коммерческих накопителей.
Соседние производства и ссылки
Если вы принимаете молоко и охлаждаете его самостоятельно, нагрузка охлаждения похожа на ферму; её подробный разбор — в статье про молочную ферму, мы его не повторяем. Нагрузка холодильных камер для готовой продукции близка к складу — в статье про склад и холодильник. Пищевой цех с печами рассмотрен в статье про пекарню и пищевой цех. Заявку на расчёт под вашу сыроварню можно оставить на странице расчёта. Санитарные нормы и сертификация продукции в статью не входят.
Частые вопросы
Станция нужна, если нагрев молока газовый?
Нужна меньше. Тогда на солнце ложатся насосы, мойка, холод и часть работы камер, а станция 10–15 кВт может покрывать основную дневную нагрузку.
Можно ли греть молоко прямо от панелей?
Можно подключить нагреватель к сетевой станции: днём энергия идёт на нагрев, остальное берётся из сети. Мощность нагревателя и режим выбирают по технологии и паспорту оборудования, подключает их электрик.
Ночью камеры созревания питаются от сети?
Да, если нет накопителя. Накопитель на 15 кВт·ч в примере выше — это в первую очередь резерв, а не экономия: ночью он питает камеры только при отключении или по настройке.
Хватит ли накопителя на сутки отключения?
В примере сутки нагрузки камер и холодильника — около 36 кВт·ч, значит ёмкость нужна около 45 кВт·ч. Чаще разумнее взять небольшой накопитель плюс генератор на долгие отключения.