Гібридна, мережева чи автономна СЕС: яку обрати для дому

Три типи станцій коротко

• Мережева (on-grid) — панелі й мережевий інвертор. Енергія йде в будинок, надлишок — у мережу. Акумуляторів немає.
• Гібридна — панелі, гібридний інвертор і акумулятори. Працює з мережею, а при відключенні переходить на сонце й акумулятори.
• Автономна (off-grid) — панелі, автономний інвертор і акумулятори, без підключення до мережі. Часто з генератором як резервом.

Порівняння

Параметр	Мережева	Гібридна	Автономна
Працює при відключенні	Ні	Так	Мережі немає
Акумулятори	Не потрібні	Потрібні	Потрібні, великої ємності
Продаж надлишку в мережу	Так	Так	Ні
Розмір станції для 300 кВт·год/міс (Київська обл.)	≈ 3,3 кВт	≈ 3,3 кВт + АКБ	≈ 11,5 кВт + АКБ
Вартість	Найнижча	Середня	Найвища
Окупність	Найшвидша	Повільніша за рахунок АКБ	Порівнюють не з мережею, а з вартістю її підведення
Для кого	Будинки без проблем з відключеннями	Більшість приватних будинків в Україні	Дачі й об’єкти без мережі

Мережева СЕС

Плюси: найпростіша і найдешевша — не потрібні акумулятори, які становлять значну частину вартості. Уся генерація або споживається, або продається, тому окупність найкоротша.

Головний мінус: при відключенні світла мережевий інвертор вимикається. Це вимога безпеки: інвертор не має подавати напругу в лінію, на якій можуть працювати ремонтники. Тому навіть сонячного дня під час відключення станція не живить будинок.

Обирають, коли відключення рідкісні або для резерву вже є окремий інвертор з акумулятором чи генератор.

Гібридна СЕС

Гібридний інвертор поєднує мережевий інвертор, зарядний пристрій і перемикач. Удень сонце живить будинок і заряджає акумулятори, надлишок іде в мережу. При відключенні інвертор за 10–20 мс переходить на акумулятори й панелі.

Плюси: резервне живлення плюс економія. Акумулятори можна використовувати щодня — заряджати вдень від сонця і розряджати ввечері, коли сонця немає.

Мінуси: дорожча за мережеву на вартість акумуляторів і гібридного інвертора. Акумулятори з часом доведеться замінити: LiFePO4 служать 8–15 років, тому для гібридних систем свинцеві AGM не беруть — див. «LiFePO4 чи AGM».

Ємність акумуляторів підбирають під відключення, а не під річне споживання: для більшості будинків 5–10 кВт·год. Під свої прилади — у калькуляторі акумулятора.

Автономна СЕС

Автономну станцію рахують інакше: без мережі генерації має вистачати в найтемніший місяць.

Приклад. Будинок у Київській області, 300 кВт·год на місяць, панелі на південь під 30°.

• Мережева чи гібридна: 3 600 кВт·год на рік ÷ 1 107 кВт·год з 1 кВт = 3,3 кВт.
• Автономна: 300 кВт·год у грудні ÷ 26 кВт·год з 1 кВт у грудні = 11,5 кВт — у 3,5 раза більше.

Улітку така станція вироблятиме втричі більше, ніж потрібно, і цю енергію нікуди подіти. Тому на практиці автономну станцію роблять меншою, а взимку додають генератор. Порівняти ці варіанти можна в калькуляторі СЕС, обравши тип станції.

Продаж електроенергії

Приватні домогосподарства в Україні можуть продавати надлишок електроенергії з сонячної станції. Діють два основні режими:

• «Зелений» тариф для приватних домогосподарств — для станцій обмеженої потужності, за ставкою, яку встановлює НКРЕКП. Умови неодноразово змінювалися, зокрема щодо годин, у які енергія оплачується за цим тарифом.
• Активний споживач — продаж надлишку за ринковими цінами або взаємозалік із постачальником.

Обидва режими доступні для мережевих і гібридних станцій і недоступні для автономних. Оформлюють через обленерго і постачальника. Чинні умови перевіряйте на сайті НКРЕКП і в постачальника електроенергії: вони змінюються частіше, ніж обладнання встигає окупитися.

Як обрати

1. Чи є мережа? Немає — автономна. Є — далі.
2. Чи потрібне живлення під час відключень? Так — гібридна. Ні або вже є інший резерв — мережева.
3. Чи плануєте розширювати? Гібридний інвертор з запасом потужності дозволяє пізніше додати панелі й акумулятори.

Як гібридна станція працює протягом доби

Візьмемо гібридну станцію на 5 кВт з акумулятором 10 кВт·год у Київській області, панелі на південь під 30°.

• Ранок. Сонця мало, будинок живиться від акумулятора або мережі — залежно від налаштувань.
• День. Панелі живлять будинок, надлишок заряджає акумулятор. Коли акумулятор повний, решта йде в мережу. У червні станція дає в середньому близько 24 кВт·год на день, у грудні — лише близько 4 кВт·год.
• Вечір. Сонце сідає, інвертор переходить на акумулятор. Енергія, накопичена вдень, покриває вечірнє споживання — найдорожчі години для мережі.
• Ніч. Акумулятор тримає резерв на випадок відключення. Більшість інверторів дозволяють задати мінімальний рівень заряду, нижче якого акумулятор не розряджається в звичайному режимі — він лишається для аварій.
• Відключення. За 10–20 мс інвертор відключає будинок від мережі й живить його від акумулятора та панелей. Удень сонце продовжує заряджати акумулятор навіть без мережі.

Скільки акумуляторів потрібно гібридній станції

Ємність підбирають під дві задачі:

1. Пережити нічне відключення. Наприклад, будинок з котлом, холодильником і світлом споживає вночі в середньому 310 Вт. На 8 годин потрібно близько 3,1 кВт·год LiFePO4 — ємність можна порахувати в калькуляторі акумулятора.
2. Перенести денний надлишок на вечір. Якщо мета — споживати власну генерацію, а не продавати, ємність підбирають під вечірнє споживання: у більшості будинків це 5–10 кВт·год.

Більше ємності — довша автономність, але й довша окупність. Для більшості будинків розумний старт — 5–10 кВт·год з можливістю додати модулі пізніше.

Що потрібно для підключення до мережі

Мережеву чи гібридну станцію, яка може віддавати енергію в мережу, погоджують з оператором системи розподілу (обленерго): подають заяву, встановлюють двонаправлений лічильник, а для продажу укладають договір з постачальником. Якщо продавати енергію не плануєте, інвертор налаштовують так, щоб він не віддавав енергію в мережу. Порядок і перелік документів уточнюйте в обленерго вашого регіону — він залежить від потужності станції й обраного режиму.

Чи можна почати з мережевої, а акумулятори додати пізніше

Можна, і це поширений шлях, якщо бюджет обмежений. Є два варіанти:

• Одразу поставити гібридний інвертор, але без акумуляторів. Частина гібридних інверторів уміє працювати без батареї як мережеві — перевірте це в паспорті конкретної моделі. Акумулятор додають, коли з’являться гроші. Інвертор коштує дещо дорожче за мережевий, зате потім не доведеться нічого міняти.
• Поставити мережевий інвертор, а пізніше додати окремий акумуляторний інвертор (так зване AC-підключення). Це дорожче, ніж одразу гібридний, але дозволяє зберегти вже встановлену мережеву станцію.

В обох випадках панелі лишаються ті самі. Вирішальне — заздалегідь обрати схему, щоб потім не міняти обладнання.

Як обрати ємність і не переплатити

Більше ємності — довша автономність, але й довша окупність: акумулятори становлять помітну частину вартості гібридної станції. Перед покупкою перевірте, чи підтримує інвертор нарощування ємності і які моделі акумуляторів із ним сумісні: додавати модулі іншої моделі чи з великою різницею у віці небажано.

Якщо головне завдання — пережити відключення, орієнтуйтеся на нічне споживання будинку. Якщо мета — економія, дивіться на вечірнє споживання й різницю між ціною купівлі електроенергії та ціною продажу надлишку: що вона більша, то вигідніше зберігати енергію, а не продавати.

Типові помилки

1. Ставити мережеву станцію заради відключень. Вона вимкнеться разом з мережею.
2. Рахувати автономну станцію як мережеву. Узимку генерації вистачить лише на третину потреб.
3. Купувати гібридну станцію зі свинцевими акумуляторами. При щоденних циклах AGM відпрацює ресурс за 1–2 роки.
4. Планувати окупність на поточній ставці продажу. Умови «зеленого» тарифу і ринку змінюються — рахуйте кілька сценаріїв.