Солнечная станция и накопитель для стройплощадки: бытовки, освещение и инструмент без генератора на весь день

Стройплощадка без постоянного подключения часто живёт на дизель-генераторе, который работает весь день ради небольшой нагрузки: свет в бытовках, чайник, роутер, камеры и зарядка аккумуляторного инструмента. Генератор на такой нагрузке работает неэффективно. Накопитель с панелями на крыше бытовки берёт на себя эту ровную малую нагрузку, а генератор включают только под тяжёлые пуски. Честная оговорка в начале: зимой солнца для обогрева бытовок нет, и без генератора или другого источника тепла в холода не обойтись. Ниже — расчёт на условной площадке; все мощности и часы условные.

Нагрузка условной площадки

На площадке две бытовки, прожекторы по периметру, четыре камеры с регистратором и роутер. Электроинструмент аккумуляторный и сетевой.

Нагрузка	Мощность	Часов в сутки	Летом, кВт·ч	Зимой, кВт·ч
Свет в двух бытовках (светодиодный)	2 × 0,1 кВт	10 летом, 15 зимой	2,0	3,0
Чайник, микроволновка	2 кВт и 1 кВт, кратко	около 0,5	1,0	1,0
Зарядка аккумуляторного инструмента	—	—	1,0	1,0
Камеры, регистратор, роутер, ноутбук	около 0,115 кВт	24	2,8	2,8
Прожекторы светодиодные, 4 штуки	4 × 0,1 кВт	5 летом, 12 зимой	2,0	4,8
Сетевой инструмент (дрель, перфоратор, болгарка)	средняя около 1,5 кВт, с перерывами	около 2	3,0	3,0
Бытовой холодильник	около 0,05 кВт в среднем	24	1,2	1,2
Итого без обогрева	—	—	около 13	около 17

Летом нагрузка — около 13 кВт·ч в сутки, зимой без обогрева — около 17 кВт·ч. Обогрев масляными обогревателями — отдельная история: два обогревателя по 2 кВт на десять часов с половинным циклом дают ещё около 20 кВт·ч в сутки, то есть зимняя нагрузка больше удваивается.

Сколько даст крыша бытовки

Выработку берём из данных PVGIS для Москвы: в июне 131,1 кВт·ч с 1 кВт, в декабре 19,1. На крышах бытовок и на наземной стойке разместим 3–4 кВт панелей. Для 3 кВт в июне это 131,1 × 3 ≈ 393 кВт·ч в месяц, около 13,1 кВт·ч в сутки — почти ровно летняя нагрузка, без запаса на пасмурные дни. Поэтому берут 4 кВт, это около 17,5 кВт·ч в сутки в июне.

Месяц	Выработка с 1 кВт, кВт·ч	3 кВт, кВт·ч в сутки	4 кВт, кВт·ч в сутки
Декабрь	19,1	около 1,9	около 2,5
Апрель	110,8	около 11,1	около 14,8
Июнь	131,1	около 13,1	около 17,5
Сентябрь	85,9	около 8,6	около 11,5
Октябрь	49,6	около 4,8	около 6,4

Вывод по таблице простой: с апреля по сентябрь станция 4 кВт закрывает нагрузку без обогрева лишь в самые солнечные месяцы, а в апреле и сентябре — около 70–85 % летних нужд, в октябре — меньше половины зимней нагрузки, а в декабре — около 15 %: 2,5 кВт·ч против 17. Зимой без генератора не обойтись, а обогрев бытовок электричеством от солнца нереален: ни площади крыш, ни света на это не хватит. Для зимнего обогрева на площадке используют генератор, дровяные или газовые решения, исходя из требований безопасности.

Накопитель: сколько нужно

Ночью камеры, роутер, холодильник и периметральный свет в сумме берут около 2,9 кВт·ч за восемь часов: 0,115 × 8 + 0,05 × 8 + 2 × 0,1 × 8 ≈ 0,9 + 0,4 + 1,6. С учётом КПД и допустимой глубины разряда это около 3,6 кВт·ч ёмкости. На практике берут запас на пасмурный день: суточный минимум без инструмента — камеры 2,8, холодильник 1,2 и свет около 3 кВт·ч, всего порядка 7 кВт·ч. Поэтому разумный накопитель для такой площадки — около 5–10 кВт·ч. Для самых малых площадок хватает портативной станции на 220 В, для двух бытовок и периметра — гибридного инвертора с литиевым аккумулятором из разделов коммерческих накопителей и гибридных инверторов.

Практические детали: литий-железо-фосфатные аккумуляторы не заряжают при отрицательной температуре без подогрева — допустимые значения указаны в паспорте модели, поэтому зимой аккумулятор держат в тёплом помещении бытовки. Накопитель перевозят в закреплённом виде, по требованиям паспорта.

Схема: накопитель плюс генератор

Рабочая схема такова: накопитель с панелями несёт основную ровную нагрузку, а генератор включают, когда нужны тяжёлые пуски или зарядка при пасмурной погоде. Тяжёлые нагрузки — бетономешалка, прогрев, и, одной фразой, сварочный аппарат, у которого своя специфика по току и продолжительности включения. Генератор в этом режиме работает не всё время, а короткими запусками на нагрузке, близкой к номинальной, что для него полезнее, чем весь день на малой.

Подробнее о выборе между накопителем и дизелем — в статье про резервное питание предприятия, о схеме для удалённых объектов — в статье про солнце и накопитель вместо дизеля в удалённых районах; мы их не пересказываем. Здесь нужное именно для стройки: ровная нагрузка на накопителе, пики — на генераторе.

Пусковые токи и пиковая мощность инвертора

Электроинструмент и компрессоры дают пуск с током в несколько раз выше рабочего. Перфоратор или болгарка с рабочей мощностью 1,5–2 кВт при пуске требуют заметно больше, а значение для конкретной модели указано в паспорте инструмента. Инвертор должен выдерживать пиковую нагрузку; если пика не хватает, инвертор уходит в защиту. Как с этим жить, разобрано в статье про пусковые токи. На практике для площадки с сетевым инструментом берут гибридный инвертор с запасом по мощности и пиковой нагрузке выше суммы одновременных потребителей.

Безопасность и защита от кражи

На открытой площадке действуют два риска: электрический и кража. По электрике: все розетки с УЗО, переносные удлинители с защитой, кабели не по земле на проездах, а в защитных трубах или на опорах. Тип УЗО выбирают с учётом инвертора — разобрано в статье про УЗО и солнечную станцию. Заземление и подключение выполняет электрик.

По краже: оборудование держат в запираемом помещении или контейнере, крепят анкерами, панели на бытовке — на защитном крепеже с невозвратными элементами, камеры направляют на зону хранения, серийные номера записывают. Перевозимый комплект на смене объектов отдельно укладывают и закрепляют. Заявку на расчёт площадки можно оставить на странице расчёта.

Частые вопросы

Можно ли обойтись без генератора совсем?

Летом на небольшой площадке с лёгким инструментом можно. Зимой и для тяжёлых пусков — нет.

Хватит ли портативной станции?

Для одной бытовки, камеры и зарядок инструмента — вполне, если ёмкость рассчитана на сутки. Для площадки побольше нужен гибридный инвертор с аккумулятором.

Можно ли греть бытовки от накопителя?

Зимой не практично: обогрев даёт около 20 кВт·ч в сутки, а панели в декабре — 2–3 кВт·ч.

Нужно ли согласовывать станцию на временной площадке?

Это автономная схема без выдачи в сеть, поэтому присоединение не нужно. Если площадка потом подключается к сети, вопросы решаются с сетевой организацией.