По месячному расходу кВт·ч, региону РФ и режиму (только день / гибрид с сетью / автономия) подбирает мощность массива солнечных панелей в кВт-пик, число панелей 400–550 Вт, ёмкость АКБ LiFePO4 и мощность инвертора. PSH по регионам из Global Solar Atlas; КПД системы 0,78 по ГОСТ Р МЭК 61215.
Частые вопросы
Чем отличается «только день», гибрид и автономия?
«Только день» — массив питает дневное потребление (холодильник, насос, освещение веранды), излишек уходит на нагрев воды или сбрасывается. АКБ нет. «Гибрид с сетью» — массив компенсирует часть месячного счёта, ночью и в пасмурный день потребитель берёт из сети, расчёт ведётся по среднегодовому PSH. «Автономия» — массив рассчитан на зимний минимум солнца плюс АКБ на запас суток без выработки; нужна, когда сети нет или нет смысла её тянуть. Разница в мощности массива для одного и того же дома доходит до 3–5 раз.
Почему КПД системы 0,78, а не 1,0?
Между паспортной мощностью панели на стенде (STC: 1000 Вт/м², 25 °C) и реальной выработкой набегают потери: инвертор и MPPT-контроллер около 5%, нагрев панелей летом до 60–70 °C ещё 5–7%, потери в кабелях DC 1–2%, пыль и снег 3–5%, деградация панели за 10 лет ещё 5–8%. Суммарно реалистичный η = 0,75–0,80. Калькулятор берёт 0,78 как середину диапазона для исправной системы из новых компонентов. Старая система или необслуживаемая трасса — ставьте η около 0,70 и закладывайте +10% к массиву.
Зимой солнца почти нет — как считать автономию?
Для большинства регионов РФ декабрьский PSH составляет 20–35% от среднегодового — короткий день, низкое солнце, снег. В режиме «автономия» калькулятор делит мощность массива на зимний коэффициент (около 0,30 для центра, 0,40 для юга), чтобы система давала нужный расход даже в худший месяц. Альтернатива — гибрид с резервным генератором или с сетью на зиму: тогда массив проектируется по среднегодовому PSH, а зимний дефицит закрывается резервом. Полная автономия в Москве для дома 300 кВт·ч/мес требует массива на 8–12 кВт-пик, что в 3 раза больше гибридной схемы.
LiFePO4 или AGM для накопителя?
LiFePO4 (литий-железо-фосфатный) — реальная глубина разряда 90%, КПД заряд-разряд 95%, ресурс 3000–6000 циклов, держит мороз до −20 °C при нагрузке. AGM (свинцово-кислотный) — разряд только до 50%, КПД 80%, ресурс 500–1200 циклов при глубоких циклах. Для расчёта ёмкости разница в три раза: на 10 кВт·ч полезного запаса LiFePO4 нужен банк около 11 кВт·ч номинально, AGM — около 25 кВт·ч. Калькулятор показывает ёмкость в LiFePO4-логике. Стоимость килочаса у LiFePO4 за весь срок службы получается ниже, несмотря на втрое более дорогую первоначальную закупку.
Какой инвертор — on-grid, off-grid или гибридный?
On-grid (сетевой) — синхронизируется с сетью 230/400 В, без сети не работает, без АКБ. Подходит для режима «только день» с возвратом излишка в сеть по микрогенерации (ФЗ № 471-ФЗ от 27.12.2019). Off-grid (автономный) — поднимает свою сеть 230 В от АКБ, сеть на входе не нужна, но и не использует. Гибридный — умеет всё сразу: при наличии сети работает on-grid, при отключении переключается на АКБ и автономную выдачу. Для ИЖС с подключённой сетью практически всегда выбор — гибридный, потому что цена сравнима с off-grid, а функционал шире. Мощность инвертора берётся не по среднему, а по пиковой одновременной нагрузке плюс 20% запаса.
Калькулятор закрывает один вопрос: какая солнечная электростанция нужна дому, потребляющему N кВт·ч в месяц. Мощность массива в кВт-пик равна суточному расходу, делённому на PSH (часы полного солнца в сутки) и на КПД системы. PSH по регионам — из Global Solar Atlas и метеорологии МГУ; КПД 0,78 — середина диапазона 0,75–0,80 для исправной системы (потери в инверторе-MPPT, температурные, кабельные, пыль, деградация).
Пример: дом в Подмосковье, 300 кВт·ч в месяц, гибрид с сетью
- Суточный расход: 300 / 30 = 10 кВт·ч/сутки.
- PSH Москвы среднегодовая: 3,0 ч/сутки (Global Solar Atlas, ЦФО).
- Мощность массива расчётно: 10 / 3,0 / 0,78 = 4,27 кВт-пик.
- На панелях 550 Вт: ceil(4270 / 550) = 8 панелей, реально 4,4 кВт-пик.
- Гибридный инвертор по пику 3 кВт: max(3 · 0,7; 4,4 · 0,9) = 4 кВт.
- АКБ в гибриде не обязателен — сеть закрывает ночь и пасмурные дни.
Тот же дом в режиме полной автономии в Москве потребует массив 18 кВт-пик (расчёт по зимнему PSH 0,7 ч) и банк LiFePO4 около 23 кВт·ч на двое суток без солнца. Разница в 4 раза по массиву плюс банк АКБ — причина, почему гибрид с возвратом излишков в сеть по «зелёному тарифу» (ФЗ № 471-ФЗ от 27.12.2019, ПП РФ № 299 от 02.03.2021) экономически разумнее полной автономии.
Три режима — три расчёта
- Только день, без АКБ
- Массив питает дневное потребление, излишек уходит на нагрев воды или сбрасывается. Утром и вечером дом берёт из сети. Возврат излишков в сеть до 15 кВт — микрогенерация по ФЗ № 471-ФЗ и ПП РФ № 299.
- Гибрид с сетью
- Массив компенсирует часть среднегодового счёта по среднему PSH. Сеть работает как резерв ночью и зимой. Главный практический вариант для ИЖС с подключённой сетью.
- Автономия
- Расчёт по зимнему PSH (декабрь даёт 20–35% от среднегодового), плюс АКБ на 1–3 суток. Массив в 3–5 раз крупнее гибридного. Севернее 55° параллели без резервного генератора зимой работает плохо.
Что входит в КПД системы 0,78
- Инвертор и MPPT-контроллер — 4–6% потерь DC → AC.
- Температура: летом панель греется до 60–70 °C, выработка падает 0,4% на каждый градус выше STC (25 °C). За сезон 5–7%.
- Кабели DC и AC — 1–2% при правильном сечении (см. калькулятор сечения кабеля).
- Пыль, снег, грязь — 3–5% годовых.
- Деградация панелей — 0,5–0,8% в год по ГОСТ Р МЭК 61215, накопленно 5–8% за первое десятилетие.
На AC-выходе инвертора ставится автомат и УЗО или дифавтомат по ПУЭ 7, гл. 7.1. Номинал — через подбор автомата по мощности, ток в линии — через пересчёт кВт в амперы для выбора рубильника и сечения жилы от инвертора к щиту.
АКБ — почему LiFePO4 и сколько брать
Ёмкость: C = E_сутки · дни_автономии / (DOD · η_акб), где DOD = 0,9 для LiFePO4 и η_акб = 0,95. AGM имеют DOD 0,5 и η ≈ 0,8 — банк получается втрое крупнее по номинальной ёмкости. По цене за киловатт-час за весь срок службы LiFePO4 выходит дешевле: ресурс 3000–6000 циклов против 500–1200 у AGM при глубоких циклах.
Резервный генератор vs автономия
Полная автономия в регионах севернее 55° параллели удваивает или утраивает капиталовложения по сравнению с гибридом. Альтернатива — «солнце летом, генератор зимой», работающий 2–4 месяца в году. По капитальным затратам обычно в полтора раза дешевле полной автономной СЭС.
Частые ошибки расчёта
- Берут среднелетний PSH вместо среднегодового — массив получается вдвое меньше реальной потребности.
- Игнорируют КПД системы — паспортная цифра завышена на 25–30% относительно реальной выработки.
- Ставят инвертор по средней, а не пиковой мощности — при одновременном включении котла, чайника и стиральной машины инвертор уходит в защиту.
- Считают AGM по логике LiFePO4 — заказывают банк 10 кВт·ч, получают полезных 5 из-за глубины разряда 50%.
Расчёт ориентировочный. Точные стоимости, модели контроллеров и АКБ, схема подключения зависят от условий монтажа, ориентации крыши и тарифа сетевой организации. Итоговая смета подрядчика всегда отличается от типового калькулятора.