Масив визначається споживанням, а не вільною площею даху
Найпоширеніша помилка з сонячними панелями на сімейному будинку проста: замовник дивиться на південний схил даху, рахує, скільки панелей на нього влізе, і це число стає завданням. Дах це лише верхня межа. Справжнє завдання це споживання домогосподарства протягом дня, бо економіку вирішує не те, скільки масив виробляє, а те, скільки з цього будинок використовує в момент виробництва.
Причина в ціні. Кіловат-година, взята з мережі, коштує за повним тарифом, разом із розподілом і зборами. Кіловат-година, яку виробляє фотовольтаїчна панель і яку будинок використовує одразу, економить усю цю вартість. Надлишок, відданий у мережу, коштує лише частку, і залежно від моделі розрахунку він коливається від низької ціни викупу до простого заліку обсягів. Розрив настільки великий, що дві установки з однаковою номінальною потужністю і однаковим річним виробітком можуть мати цілком різну окупність, виключно залежно від того, коли домогосподарство вдома.
Власне споживання вирішує економіку
Власне споживання це частка виробленої електроенергії, яку будинок використовує безпосередньо. На сімейному будинку без жодного керування навантаженням ця частка зазвичай становить десь від чверті до двох п'ятих річного виробітку, бо масив досягає піку опівдні, коли будинок найчастіше порожній. Решта йде в мережу і повертається за вартістю, яка не відповідає зекономленій кіловат-годині.
Тому завищений за потужністю масив на будинку з некерованими навантаженнями є гіршою інвестицією, ніж менший масив, повністю покритий власним попитом домогосподарства. Кожен додатковий кіловат пікової потужності понад те, що будинок здатен поглинути, окупається повільніше за попередній. Перші кілька кіловатів на звичайному будинку окупляться майже напевно; восьмий окупиться лише за наявності попиту на нього.
Порядок міркування таким чином зворотний до звичного: спершу те, що будинок споживає вдень і що він міг би споживати, потім розмір масиву, і лише в кінці перевірка, чи обраний розмір уміщується на даху.
Що насправді підвищує власне споживання
Власне споживання можна підвищити двома способами: перенести попит на денні години або додати прилад, який перетворює денний надлишок на щось корисне. На практиці працюють чотири речі, і працюють вони дуже по-різному.
- Тепловий насос це найпотужніший інструмент, але з сезонним зсувом: найінтенсивніше він опалює в грудні та січні, коли масив дає найменше. У міжсезоння і для гарячої води він надійно поглинає денний надлишок.
- Бак гарячої води це найдешевше сховище, яке може мати будинок. Нагрівання, налаштоване працювати опівдні, а не на світанку, переносить кілька кіловат-годин на день у години, коли вони фактично безкоштовні, і не потребує нічого, крім таймера чи простого керування.
- Прилади за розкладом, тобто пральна машина, сушарка та посудомийна машина з відкладеним запуском на обідню пору, це дрібниця, яка повторюється щодня і нічого не коштує.
- Електромобіль змінює картину найбільше, але лише якщо він стоїть удома вдень. Автомобіль, заряджений після десятої вечора, власне споживання не підвищує взагалі.
Таблиця зіставляє профіль домогосподарства з розміром масиву, який йому підходить. Діапазони орієнтовні, їх слід перевіряти за реальним річним споживанням будинку.
| Профіль домогосподарства | Розумний діапазон потужності | Накопичення | Характер власного споживання |
|---|---|---|---|
| Двоє працюючих, будинок порожній удень, газове опалення | приблизно 3 до 4 кВтп | зазвичай ні | низьке, пік виробітку не збігається з попитом |
| Хтось удома протягом дня, без теплового насоса | приблизно 4 до 6 кВтп | розглянути пізніше | помірне, зумовлене приготуванням їжі та щоденними справами |
| Тепловий насос і кероване нагрівання гарячої води | приблизно 5 до 8 кВтп | бак раніше за батарею | добре навесні та восени, слабке взимку |
| Тепловий насос і електромобіль, заряджений удома вдень | приблизно 7 до 10 кВтп | батарея починає окупатися | високе, попит покриває і полуденний пік |
| Басейн, кондиціонування або опалювальна майстерня | від вимірювань, а не від даху | відповідно до кривої навантаження | зі зсувом на літо, збігається з генерацією |
Де батарея починає і перестає мати сенс
Домашнє накопичення нічого не виробляє; воно лише переносить споживання з полудня на вечір. Тому воно має сенс тоді, коли власне споживання вже вичерпано дешевшими засобами, а в будинку все ще залишається значний надлишок. Там, де гаряча вода все ще нагрівається о шостій ранку, а пральна машина працює о сьомій вечора, батарея це дорога латка на проблему, яку вирішує таймер.
Розумна ємність випливає з вечірнього попиту, а не з розміру масиву: сховище має покривати один звичайний вечір і ніч, а не кілька днів. Батарея також нічого не дає взимку, коли надлишку майже немає, тож на будинку з тепловим насосом її не слід розуміти як спосіб залишити мережу в січні. Резервне живлення під час відключення це окрема тема, воно потребує іншої проводки, і не кожна система це вміє.
Орієнтація та кут нахилу: чому схід-захід часто кращий за чистий південь
Південь за кута нахилу близько тридцяти градусів дає найвищий річний виробіток на нашій широті. Це не означає, що він дає найбільше грошей. Південний масив створює вузький, високий полуденний пік, який звичайне домогосподарство не може поглинути, тож значна частина цього піку йде в мережу. Масив, розділений між східним і західним схилом, дає дещо менше за рік, але розподіляє генерацію в ширшу смугу з ранковим і післяобіднім максимумом, а це саме той час, коли домогосподарство фактично споживає електроенергію.
Кут нахилу поводиться подібно: крутіший зсуває виробіток у бік зими та низького сонця, пологіший у бік літа. На плоскому даху панелі зазвичай кладуть не плазом, а встановлюють на помірні рами, що також покращує самоочищення дощем. Орієнтація самого будинку, тим часом, це рішення, ухвалене задовго до сонячних панелей, під час розміщення будинку на ділянці.
| Орієнтація та кут нахилу | Річний виробіток відносно оптимуму | Форма добової кривої | Кому підходить |
|---|---|---|---|
| Південь, кут нахилу 30 до 35 градусів | еталонний оптимум | вузький, високий полуденний пік | будинок із великим полуденним попитом |
| Південь, плоский дах на рамах до 15 градусів | приблизно на десяту частину нижче | плоскіший пік, сильне літо | будинок із кондиціонуванням або басейном |
| Схід і захід, кут нахилу 30 до 40 градусів | приблизно на п'яту частину нижче | два пологі максимуми, вранці та після обіду | сім'я з ранковим і вечірнім попитом |
| Південний схід або південний захід, 30 до 40 градусів | близько до оптимуму | пік зсунутий на годину чи дві | більшість звичайних будинків |
| Північ і північний схід | набагато нижче, зазвичай неекономно | плоский, без придатного піку | лише як доповнення, де бракує площі |
Затінення: димар, мансардне вікно і сусідське дерево
Затінення це єдиний чинник, який може знецінити інакше добре спроєктований масив непропорційно до задіяної площі. Панелі, з'єднані в один стрінг, мають спільний струм, тож один модуль, затінений димарем, тягне вниз виробіток усього стрінга, а не лише свою частку. Ось чому тінь розміром із долоню може коштувати кілька відсотків річного виробітку.
Саме для цього існують оптимізатори та мікроінвертори: вони дають кожному модулю працювати у власній робочій точці. Вони, однак, не замінюють дослідження затінення. Димар, мансардне вікно, антенна щогла і сусідське дерево всі можна накреслити заздалегідь, а деякі з них можна перемістити або об'єднати, поки дах ще проєктується. Дерево також росте, тож його оцінюють за дорослою висотою, а не за сьогоднішньою.
Масив це постійна частина даху, а не доповнення
Це та частина, яку зазвичай оминають у текстах про сонячну енергію. Масив це постійний елемент фасаду, площа в кілька десятків м2 на найпомітнішій площині будинку. Якщо він з'являється згодом і збирається там, де випадково залишилося місце, будинок одразу це показує: східчасті краї, панелі, розділені навколо мансардного вікна, рама іншого кольору, ніж черепиця.
Різниця між добрим і поганим результатом це переважно питання порядку, а не бюджету. Масив, спроєктований разом із дахом, можна вирівняти по краю, зберегти як один прямокутник, підібрати за кольором до покриття або встановити врівень із площиною покриття як інтегроване рішення. Водночас усе під ним можна узгодити: розкладку крокв і решетування для кріплень, положення проходів для кабелів, кабельний маршрут до технічного приміщення і місце для інвертора.
Масив також навантажує дах, як власною вагою, так і зміною того, як вітер і сніг діють на поверхню під ним. У новобудові інженер-конструктор враховує це в проєкті даху; на старішому будинку потрібно оцінити стан конструкції. І одна послідовність порушується частіше за будь-яку іншу: якщо дах підлягає перекриттю, панелі належать на новий дах. Монтаж на старе покриття означає оплату демонтажу та повторного встановлення всієї установки.
Приєднання та шляхи підтримки
Сонячна енергетика це не лише будівельне питання, а й стосунки з оператором системи розподілу. Процес має усталену форму: заявка на приєднання джерела, позиція оператора з умовами та обмеженням потужності, договір, встановлення з протоколом електровимірювань, і нарешті заміна лічильника на двобічний. Система інтелектуального обліку фіксує імпорт і експорт окремо, бо саме цей поділ визначає, що розраховується як зекономлене, а що як віддане в мережу.
Щодо підтримки діє те саме правило, що й у путівнику із субсидії на реконструкцію будинку: можна покладатися на механізм, а не на цифру з торішньої статті. Сонячна енергія на сімейному будинку підтримується або як ваучер за програмою Zelena domacnostiam, яку адмініструє SIEA, або як один із заходів у межах комплексної реконструкції. Подвійне фінансування того самого пункту з двох програм зазвичай неможливе. Суми, ліміти та строки змінюються між раундами, тож перевіряйте їх у поточному конкурсі, перш ніж підписувати будь-який договір з монтажником.
Висновок
Сонячна енергія добре складається, коли її проєктують у правильному порядку. Спершу подивіться, що будинок споживає вдень і що він міг би споживати, потім визначте розмір масиву та дешеві способи підвищення власного споживання. Батарея йде лише після цього. Орієнтація та затінення визначають форму добової кривої, а не лише річний підсумок. І масив потрібно проєктувати разом із дахом, а не прилаштовувати до нього згодом. Вільний дах це лише наявний простір, а не відповідь на питання, скільки панелей потрібно будинку.