Скільки сонячних панелей потрібно для будинку

Формула

Для мережевої і гібридної станції, яка покриває споживання за рік:

Потужність СЕС, кВт = річне споживання, кВт·год ÷ генерація 1 кВт панелей за рік, кВт·год

Кількість панелей = потужність СЕС, Вт ÷ потужність однієї панелі, Вт (округлюємо вгору)

Для автономної станції рахують інакше — за найтемнішим місяцем, і вона виходить у 3–4 рази більшою. Різницю між типами розібрано в статті «Гібридна, мережева чи автономна СЕС».

Крок 1. Річне споживання

Візьміть рахунки або показники лічильника за останні 12 місяців. Якщо є лише кілька місяців — врахуйте сезонність: узимку з електрообігрівом споживання може бути вдвічі-втричі вищим.

Орієнтири: квартира — 150–250 кВт·год на місяць, будинок без електроопалення — 300–500, з тепловим насосом чи бойлером — 600–1 000+.

Крок 2. Генерація 1 кВт у вашій області

За даними PVGIS (Європейська комісія), 1 кВт панелей на південь під кутом 30° за рік дає:

Область	кВт·год на рік
Львівська	1 075
Київська	1 107
Харківська	1 131
Одеська	1 253

Повна таблиця по всіх областях і місяцях — на сторінці «Інсоляція в Україні по областях».

Крок 3. Поправка на орієнтацію і кут

Найбільше енергії дають панелі на південь під кутом 30–40°. Інші варіанти (дані PVGIS для Києва, від генерації на південь під оптимальним кутом):

Орієнтація і кут	Генерація
Південь, 30–45°	≈ 99%
Південний схід / захід, 30°	≈ 93%
Горизонтально, 0°	≈ 84%
Схід / захід, 30°	≈ 79%
Південь, вертикально (стіна, балкон)	≈ 70%

Тобто на східно-західному даху панелей знадобиться приблизно на чверть більше.

Таблиця: скільки панелей потрібно

Мережева станція, панелі 450 Вт на південь під 30°:

Споживання на місяць	Київська	Одеська	Львівська	Харківська
200 кВт·год	2,25 кВт, 5 панелей	2,25 кВт, 5 панелей	2,25 кВт, 5 панелей	2,25 кВт, 5 панелей
300 кВт·год	3,6 кВт, 8 панелей	3,15 кВт, 7 панелей	3,6 кВт, 8 панелей	3,6 кВт, 8 панелей
500 кВт·год	5,85 кВт, 13 панелей	4,95 кВт, 11 панелей	5,85 кВт, 13 панелей	5,4 кВт, 12 панелей
800 кВт·год	9 кВт, 20 панелей	8,1 кВт, 18 панелей	9 кВт, 20 панелей	8,55 кВт, 19 панелей

Площа даху — близько 2,4 м² на панель 450 Вт разом з проміжками: 8 панелей займуть близько 19 м², 20 панелей — близько 47 м².

Приклад розрахунку

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

1. Річне споживання: 300 × 12 = 3 600 кВт·год.
2. Генерація 1 кВт за рік: 1 107 кВт·год.
3. Потужність: 3 600 ÷ 1 107 = 3,25 кВт.
4. Панелей по 450 Вт: 3 250 ÷ 450 = 7,2 → 8 панелей = 3,6 кВт.
5. Станція виробить 3,6 × 1 107 ≈ 3 985 кВт·год на рік — на 11% більше за споживання.

Але розподіл по місяцях нерівний: у липні станція дасть близько 517 кВт·год, а в грудні — лише 94. Влітку надлишок іде в мережу, взимку бракує. Як це виглядає по місяцях, покаже графік у калькуляторі СЕС.

Що ще впливає на кількість панелей

• Тінь. Тінь навіть на частині панелі може знизити генерацію всього ряду. Перевірте дах у грудні, коли сонце найнижче.
• Обмеження інвертора і мережі. Потужність станції обмежує дозволена потужність приєднання будинку.
• Деградація. Сучасні панелі втрачають близько 0,5% потужності на рік. Через 20 років станція даватиме приблизно на 10% менше.
• Плани. Якщо збираєтесь ставити тепловий насос чи електромобіль, закладіть потужність одразу — додавати панелі пізніше дорожче.

Чи витримає дах

Сонячна панель на 450 Вт важить 22–25 кг. Разом із кріпленням це 12–15 кг на квадратний метр даху — зазвичай менше за снігове навантаження, на яке розраховано дах. Але перед монтажем варто перевірити:

• Стан покрівлі. Якщо покрівлю доведеться міняти в найближчі 5–10 років, краще зробити це до встановлення панелей: демонтаж і повторний монтаж станції коштують чималих грошей.
• Матеріал. Металочерепиця, профнастил і бітумна черепиця — поширені й зручні для кріплення. Азбестовий шифер свердлити небезпечно й небажано — тут потрібне рішення від монтажника.
• Плаский дах. Панелі ставлять на трикутні опори під кутом. Між рядами потрібні проміжки, щоб вони не затінювали одне одного взимку, тому площі треба більше, ніж для скатного даху.
• Вітрове навантаження. На пласких дахах і в відкритій місцевості кріплення розраховують з урахуванням вітру.

Якщо дах не підходить, станцію можна поставити на землі — на опорах на ділянці. Генерація від цього не гірша, а кут і орієнтацію можна обрати оптимальні.

Як підібрати інвертор під панелі

Потужність панелей і інвертора не обов’язково однакова. Зазвичай панелей ставлять на 10–30% більше, ніж потужність інвертора: панелі майже ніколи не видають номінал, бо він вимірюється при ідеальних умовах. Наприклад, до інвертора на 5 кВт часто підключають 5,5–6,5 кВт панелей.

Що ще враховують:

• Напруга ланцюжка панелей. Панелі з’єднують послідовно; сумарна напруга не повинна перевищувати максимальну вхідну напругу інвертора навіть на морозі, коли вона зростає.
• Кількість MPPT-входів. Якщо панелі будуть на двох схилах даху (схід і захід), потрібні два незалежні входи — інакше слабший ряд тягне вниз сильніший.
• Тип станції. Для гібридної потрібен гібридний інвертор, сумісний з акумулятором.

Приклад: будинок з тепловим насосом

Будинок опалюється тепловим насосом і споживає 9 600 кВт·год на рік — у середньому 800 кВт·год на місяць. За таблицею вище для Київської області потрібно 9 кВт (20 панелей), і за рік станція виробить близько 9 960 кВт·год.

Але споживання теплового насоса зосереджене взимку, а генерація — влітку:

Місяць	Генерація 9 кВт, кВт·год
Січень	≈ 307
Квітень	≈ 1 066
Липень	≈ 1 292
Грудень	≈ 234

Якщо взимку будинок споживає, скажімо, 1 400 кВт·год на місяць, у грудні станція покриє лише близько шостої частини. Річний баланс сходиться тільки за рахунок літнього надлишку, який іде в мережу. Тому для будинків з електроопаленням економіка СЕС залежить від умов продажу надлишку, а не лише від кількості панелей.

Як урахувати майбутні плани

Додавати панелі до готової станції складніше й дорожче, ніж поставити їх одразу: потрібно узгодити новий ряд з інвертором, інколи замінити сам інвертор і повторно погодити потужність з обленерго. Тому до проєкту дайте відповідь на питання:

• Чи плануєте тепловий насос, кондиціонери для опалення або електричний бойлер?
• Чи буде електромобіль? Він додає 150–300 кВт·год на місяць при звичайному пробігу.
• Скільки людей житиме в будинку через 5 років?

Якщо відповідь «так» хоча б на одне питання, закладіть запас потужності інвертора одразу, а панелі можна додати пізніше, коли споживання справді зросте.

Типові помилки

1. Рахувати за літнім споживанням. Річне споживання будинку з електрообігрівом у рази більше за літнє.
2. Розраховувати мережеву станцію так, щоб вистачало взимку. Вийде в 3–4 рази більше панелей, а влітку — величезний надлишок.
3. Не враховувати орієнтацію даху. На схід-захід потрібно на чверть більше панелей.
4. Ігнорувати тінь від дерев і сусідніх будинків. Вона з’їдає генерацію сильніше, ніж неоптимальний кут.