Солнечный карпорт: навес для машины, который вырабатывает электричество
Навес над одним машиноместом вмещает девять панелей — около 4 кВт, над двумя — пятнадцать панелей, 6,6 кВт. В Подмосковье навес на два места даёт порядка 5 500–6 400 кВт·ч в год, в Краснодаре — до 8 200. Одного машиноместа в годовом балансе хватает на 16–19 тысяч километров пробега электромобиля. Карпорт оправдан, когда навес и так нужен, а крыша дома затенена, смотрит на север или не выдержит панели. Если есть свободный южный скат, станция на крыше обойдётся дешевле: там не нужно строить несущую конструкцию.
Сколько панелей помещается
Возьмём распространённую панель на 440 Вт размером примерно 1,72 × 1,13 м (точные габариты — в паспорте). Панели кладут длинной стороной вдоль ската в три ряда: длина навеса получается 3 × 1,72 ≈ 5,2 м, как раз на длину автомобиля. Ширина зависит от числа колонок.
| Навес | Размер кровли | Панелей | Мощность | Москва, кВт·ч в год | Краснодар, кВт·ч в год |
|---|---|---|---|---|---|
| Одно место | 3,4 × 5,2 м | 9 | 3,96 кВт | 3 850 | 4 910 |
| Два места | 5,7 × 5,2 м | 15 | 6,6 кВт | 6 420 | 8 180 |
| Три места | 7,9 × 5,2 м | 21 | 9,24 кВт | 8 990 | 11 460 |
Выработка посчитана по базе PVGIS: 973 кВт·ч в год с киловатта в Москве и 1 240 в Краснодаре. База составлена для оптимального наклона — 41° и 36°. Навес с таким уклоном никто не строит: при длине ската 5,2 м верхний край оказался бы на три с лишним метра выше нижнего. Обычно выбирают 10–15°, и годовая выработка при этом ниже оптимальной примерно на 10–15 % — это оценка, точная цифра зависит от широты и ориентации. Для Москвы навес на одно место даст тогда около 3 300–3 450 кВт·ч в год, на два — 5 500–5 800.
Выработка по месяцам
Для навеса на два места (6,6 кВт) месячные значения по базе выглядят так.
| Месяц | Москва, кВт·ч | Краснодар, кВт·ч |
|---|---|---|
| Январь | 208 | 322 |
| Февраль | 360 | 440 |
| Март | 583 | 620 |
| Апрель | 731 | 788 |
| Май | 859 | 878 |
| Июнь | 865 | 912 |
| Июль | 846 | 975 |
| Август | 796 | 991 |
| Сентябрь | 567 | 835 |
| Октябрь | 327 | 659 |
| Ноябрь | 150 | 435 |
| Декабрь | 126 | 329 |
Пологий навес меняет эту картину неравномерно. С мая по август солнце стоит высоко, и малый уклон почти ничего не отнимает. Зимой потеря больше, а главное — снег с уклона 10° сам не сходит, и в снежные недели московские цифры за декабрь–февраль будут близки к нулю. Для станции, которая продаёт излишки или питает дом, это некритично: зимние месяцы и так дают несколько процентов годовой выработки.
Навес и электромобиль
Электромобиль расходует 15–20 кВт·ч на 100 км; с потерями зарядки удобно считать 0,2 кВт·ч на километр. Навес на одно место в Подмосковье с его 3 300–3 850 кВт·ч в год покрывает 16–19 тысяч километров — больше, чем проезжают многие машины. Это годовой баланс: летом энергии с избытком, зимой автомобиль заряжается от сети.
Зарядную станцию удобно повесить прямо на стойку навеса, а чтобы в машину шла именно солнечная энергия, выбирают модель с режимом зарядки от излишков. Как он работает и почему важен минимальный ток, разобрано в статье про зарядку электромобиля от панелей; сами устройства — в разделе зарядных станций.
Конструкция: уклон, высота, кровля
- Скат и ориентация. Односкатный навес с понижением на юг — лучший вариант. Восток и запад при малом уклоне теряют немного; понижение на север нежелательно.
- Уклон 10–15°. Меньше — на панелях застаивается грязь и вода у нижней кромки рамы, больше — навес становится высоким и парусным.
- Высота. Нижний край делают не ниже 2,2–2,3 м, чтобы проходил автомобиль с багажником на крыше. При скате 5,2 м и уклоне 10° перепад составит 5,2 × sin 10° ≈ 0,9 м, то есть верхний край окажется на высоте около 3,2 м.
- Каркас. Оцинкованная сталь или алюминий, стойки на бетонных фундаментах или винтовых сваях. Профили и крепёж для панелей — в разделе наземных систем Mibet.
Отдельный вопрос — протечки. Панели сами по себе не кровля: между рамами остаются зазоры, и в дождь под навесом будет капать. Решений три. Первое — обычная кровля из профнастила, а панели на ней сверху; как их крепить, описано в статье про монтаж на профнастил. Второе — специальные системы для навесов с водоотводящими профилями между панелями. Третье — смириться с каплями, если навес нужен от солнца и снега, а не от дождя.
Для открытой снизу конструкции хорошо подходят двусторонние панели в исполнении «стекло — стекло»: они пропускают часть света, под навесом светлее, а тыльная сторона добавляет немного выработки за счёт отражения от светлого покрытия площадки.
Снег и ветер
В отличие от крыши дома, карпорт — самостоятельное сооружение, и нагрузку несёт его каркас. Расчётные значения для вашей местности берут по карте снеговых и ветровых районов из СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия». Чтобы почувствовать порядок величин, возьмём для примера снеговую нагрузку 2 кПа. Это 2 000 Н/м² ÷ 9,81 ≈ 204 кг на квадратный метр. Навес на два места площадью 5,7 × 5,2 ≈ 29,6 м² при такой нагрузке держит 204 × 29,6 ≈ 6 000 кг снега. Сами панели — пятнадцать штук по 21–24 кг — весят около 350 кг, это малая доля.
Отсюда следствия. Лёгкий навес из тонкой профильной трубы, рассчитанный на лист поликарбоната, для панелей не годится. Шаг опор под панелью должен соответствовать схеме из её паспорта, иначе допустимая нагрузка на стекло не выдерживается. Подробнее — в статье про снеговую нагрузку.
Ветер действует на навес снизу вверх: открытая с боков плоскость работает как крыло, и фундаменты рассчитывают не только на вес, но и на выдёргивание. Расчёт каркаса и фундаментов делает конструктор.
Электрика: где инвертор и как вести кабель
Вариантов два. Инвертор стоит в доме или гараже, а от навеса к нему идёт кабель постоянного тока в траншее, в трубе. Либо инвертор с подходящей степенью защиты корпуса висит на стойке под навесом, а к дому идёт кабель переменного тока. Второй вариант удобен при большом расстоянии: линия переменного тока проще в защите и обслуживании. В обоих случаях сечение проверяют по потере напряжения, а металлический каркас навеса заземляют и соединяют с контуром дома. На длинной линии между навесом и домом ставят защиту от импульсных перенапряжений с обоих концов.
До начала работ стоит уточнить два организационных вопроса: требования к отступам построек от границ участка в местных правилах землепользования и застройки и порядок подключения станции — он тот же, что и для панелей на крыше.
Когда карпорт оправдан
- Навес для машин вы строите в любом случае — тогда панели заменяют кровельное покрытие, и доплата за «солнечную» часть умеренная.
- Крыша дома затенена деревьями, ориентирована на север, имеет сложную форму или старое покрытие.
- В семье есть или появится электромобиль.
Ориентир сайта в 60 000 рублей за киловатт относится к сетевой станции на готовой крыше. К карпорту он неприменим: несущий каркас и фундаменты стоят заметно дороже кровельного крепежа. Считать нужно так: стоимость навеса, который вы построили бы и без панелей, плюс станция. Если хорошая крыша есть, а навес не нужен, карпорт ради панелей себя не оправдывает.
Частые вопросы
Можно ли поставить панели на существующий навес?
Только после проверки каркаса. Панели с крепежом добавляют 12–15 кг на квадратный метр, но главное — ветровой отрыв и снег, который раньше мог соскальзывать с гладкого поликарбоната, а теперь будет лежать. Если проекта навеса нет, его несущую способность оценивает конструктор.
Будет ли снег с панелей падать на машину?
При уклоне 10–15° снег чаще тает на месте, чем сходит пластом. На более крутых навесах у нижнего края ставят снегозадержатель или оставляют свес за пределы стоянки.
Нужно ли чистить навес от снега?
Ради выработки — нет: декабрь и январь в Подмосковье дают 126 и 208 кВт·ч на 6,6 кВт даже при чистых панелях. Чистят только тогда, когда снега больше, чем допускает расчёт конструкции, и делают это мягкой щёткой, не наступая на панели.
Хватит ли навеса на одно место, чтобы питать ещё и дом?
В годовом балансе 3 300–3 850 кВт·ч сравнимы с потреблением небольшого дома без электроотопления. Но машина и дом вместе потребуют больше, и для такой задачи рассчитывайте на два-три места или добавляйте панели на крышу.