Гибридная, сетевая или автономная СЭС: какую выбрать для дома

Три типа станций коротко

• Сетевая (on-grid) — панели и сетевой инвертор. Энергия идёт в дом, излишек — в сеть. Аккумуляторов нет.
• Гибридная — панели, гибридный инвертор и аккумуляторы. Работает с сетью, а при отключении переходит на солнце и аккумуляторы.
• Автономная (off-grid) — панели, автономный инвертор и аккумуляторы, без подключения к сети. Часто с генератором в резерве.

Сравнение

Параметр	Сетевая	Гибридная	Автономная
Работает при отключении	Нет	Да	Сети нет
Аккумуляторы	Не нужны	Нужны	Нужны, большой ёмкости
Продажа излишка в сеть	Да	Да	Нет
Размер станции для 300 кВт·ч/мес (Киевская обл.)	≈ 3,3 кВт	≈ 3,3 кВт + АКБ	≈ 11,5 кВт + АКБ
Стоимость	Самая низкая	Средняя	Самая высокая
Окупаемость	Самая быстрая	Медленнее из-за АКБ	Сравнивают не с сетью, а со стоимостью её подведения
Для кого	Дома без проблем с отключениями	Большинство частных домов в Украине	Дачи и объекты без сети

Сетевая СЭС

Плюсы: самая простая и дешёвая — не нужны аккумуляторы, которые составляют значительную часть стоимости. Вся генерация либо потребляется, либо продаётся, поэтому окупаемость самая короткая.

Главный минус: при отключении света сетевой инвертор выключается. Это требование безопасности: инвертор не должен подавать напряжение в линию, на которой могут работать ремонтники. Поэтому даже в солнечный день во время отключения станция не питает дом.

Выбирают, когда отключения редкие или для резерва уже есть отдельный инвертор с аккумулятором или генератор.

Гибридная СЭС

Гибридный инвертор объединяет сетевой инвертор, зарядное устройство и переключатель. Днём солнце питает дом и заряжает аккумуляторы, излишек уходит в сеть. При отключении инвертор за 10–20 мс переходит на аккумуляторы и панели.

Плюсы: резервное питание плюс экономия. Аккумуляторы можно использовать каждый день — заряжать днём от солнца и разряжать вечером.

Минусы: дороже сетевой на стоимость аккумуляторов и гибридного инвертора. Аккумуляторы со временем придётся заменить: LiFePO4 служат 8–15 лет, поэтому свинцовые AGM для гибридных систем не берут — см. «LiFePO4 или AGM».

Ёмкость аккумуляторов подбирают под отключения, а не под годовое потребление: для большинства домов 5–10 кВт·ч. Под свои приборы — в калькуляторе аккумулятора.

Автономная СЭС

Автономную станцию считают иначе: без сети генерации должно хватать в самый тёмный месяц.

Пример. Дом в Киевской области, 300 кВт·ч в месяц, панели на юг под 30°.

• Сетевая или гибридная: 3 600 кВт·ч в год ÷ 1 107 кВт·ч с 1 кВт = 3,3 кВт.
• Автономная: 300 кВт·ч в декабре ÷ 26 кВт·ч с 1 кВт в декабре = 11,5 кВт — в 3,5 раза больше.

Летом такая станция будет вырабатывать втрое больше, чем нужно, и эту энергию некуда деть. Поэтому на практике автономную станцию делают меньше, а зимой добавляют генератор. Сравнить варианты можно в калькуляторе СЭС, выбрав тип станции.

Продажа электроэнергии

Частные домохозяйства в Украине могут продавать излишек электроэнергии с солнечной станции. Есть два основных режима:

• «Зелёный» тариф для частных домохозяйств — для станций ограниченной мощности, по ставке, которую устанавливает НКРЭКУ. Условия неоднократно менялись, в том числе по часам, в которые энергия оплачивается по этому тарифу.
• Активный потребитель — продажа излишка по рыночным ценам или взаимозачёт с поставщиком.

Оба режима доступны для сетевых и гибридных станций и недоступны для автономных. Действующие условия проверяйте на сайте НКРЭКУ и у поставщика: они меняются чаще, чем оборудование успевает окупиться.

Как выбрать

1. Есть ли сеть? Нет — автономная. Есть — дальше.
2. Нужно ли питание во время отключений? Да — гибридная. Нет или уже есть другой резерв — сетевая.
3. Планируете ли расширять? Гибридный инвертор с запасом мощности позволяет позже добавить панели и аккумуляторы.

Как гибридная станция работает в течение суток

Гибридная станция на 5 кВт с аккумулятором 10 кВт·ч в Киевской области, панели на юг под 30°:

• Утро. Солнца мало, дом питается от аккумулятора или сети — в зависимости от настроек.
• День. Панели питают дом, излишек заряжает аккумулятор, остальное уходит в сеть. В июне станция даёт в среднем около 24 кВт·ч в день, в декабре — около 4 кВт·ч.
• Вечер. Инвертор переходит на аккумулятор: энергия, накопленная днём, покрывает вечернее потребление.
• Ночь. Аккумулятор держит резерв на случай отключения. Большинство инверторов позволяют задать минимальный уровень заряда, ниже которого аккумулятор не разряжается в обычном режиме.
• Отключение. За 10–20 мс инвертор отключает дом от сети и питает его от аккумулятора и панелей.

Сколько аккумуляторов нужно гибридной станции

1. Пережить ночное отключение. Дом с котлом, холодильником и светом потребляет ночью в среднем 310 Вт — на 8 часов нужно около 3,1 кВт·ч LiFePO4.
2. Перенести дневной излишек на вечер. Если цель — потреблять собственную генерацию, ёмкость подбирают под вечернее потребление: в большинстве домов 5–10 кВт·ч.

Что нужно для подключения к сети

Сетевую или гибридную станцию, которая может отдавать энергию в сеть, согласовывают с оператором системы распределения (облэнерго): подают заявление, устанавливают двунаправленный счётчик, для продажи заключают договор с поставщиком. Если продавать энергию не планируете, инвертор настраивают так, чтобы он не отдавал энергию в сеть.

Можно ли начать с сетевой, а аккумуляторы добавить позже

Можно. Либо сразу поставить гибридный инвертор без аккумуляторов и добавить их позже (работать без батареи умеют не все гибридные инверторы — проверьте паспорт модели), либо поставить сетевой инвертор и потом добавить отдельный аккумуляторный инвертор (AC-подключение). Панели в обоих случаях остаются те же.

Как выбрать ёмкость и не переплатить

Больше ёмкости — дольше автономность, но и дольше окупаемость: аккумуляторы составляют заметную часть стоимости гибридной станции. Для большинства домов разумный старт — 5–10 кВт·ч с возможностью добавить модули позже. Перед покупкой проверьте, поддерживает ли инвертор наращивание ёмкости и какие модели аккумуляторов с ним совместимы: добавлять модули другой модели или с большой разницей в возрасте нежелательно.

Если главная задача — пережить отключения, а не максимально потреблять собственную генерацию, ориентируйтесь на ночное потребление дома. Если цель — экономия, смотрите на вечернее потребление и разницу между ценой покупки электроэнергии и ценой продажи излишка: чем она больше, тем выгоднее хранить энергию, а не продавать её.

Типичные ошибки

1. Ставить сетевую станцию ради отключений. Она выключится вместе с сетью.
2. Считать автономную станцию как сетевую. Зимой генерации хватит только на треть потребностей.
3. Покупать гибридную станцию со свинцовыми аккумуляторами. При ежедневных циклах AGM отработает ресурс за 1–2 года.
4. Планировать окупаемость по текущей ставке продажи. Условия «зелёного» тарифа и рынка меняются — считайте несколько сценариев.