При покупке солнечной системы главный вопрос: сколько кВт·ч батареи купить? Магазины называют цифры вразброс, но расчёт простой. Нужна одна формула и несколько практических примеров.
Короткий ответ
Нужная ёмкость батареи рассчитывается по формуле: Ёмкость (Вт·ч) = (дневная нагрузка × дни автономии) ÷ (DoD × КПД). Для дома с потреблением 15 кВт·ч в день и запасом на 3 дня получится: (15 000 × 3) ÷ (0,9 × 0,93) = 56,6 кВт·ч батареи LiFePO4.
DoD (Depth of Discharge)
Глубина разряда. Это процент, на который вы разряжаете батарею. LiFePO4 выдерживает 90–95% разряда, но на практике работают на 80–90%, чтобы продлить срок службы батареи и число циклов.
КПД системы
Потери при преобразовании энергии. LiFePO4 имеет КПД 92–97% (обычно берут 93%), инвертор 85–90%, контроллер около 95%. Итоговый КПД системы составляет 75–85% от панели до потребителя.
Универсальная формула: как считается ёмкость
Четыре числа определяют, сколько батареи вам нужно. Каждое число можно найти или рассчитать за несколько минут.
1. Дневная нагрузка в кВт·ч
Это то, сколько электричества вы потребляете за день. Посмотрите счёт за свет (кВт·ч за месяц) и разделите на 30. Или замерьте приборы: холодильник, отопление, свет, зарядка, помпа. Посчитайте мощность каждого прибора умножить на часы работы. Для среднего дома это 10–20 кВт·ч в день летом, зимой может быть меньше (меньше естественный свет, иногда снижают потребление). Возьмите среднее значение или худший сценарий (зима).
2. Дни автономии
Сколько дней батарея должна питать дом без подзарядки от солнца. Летом хватит 1–2 дня. Зимой нужно 3–4 дня, потому что облачная погода длится дольше. На географической широте 55–60°N (Москва, Челябинск, Урал) стандарт для расчёта составляет 2–3 дня, но это не панацея. Неделя облачной зимы разрядит батарею полностью. Поэтому добавляют резервный генератор или берут сетевой резерв как подстраховка.
3. DoD (Depth of Discharge)
Лучше работать на 80–90% DoD для LiFePO4, чтобы батарея прослужила свыше 6000 циклов. Если разряжать на 100% каждый день, батарея деградирует быстрее и износится за 3–4 года вместо 10–15. Стандартное значение для LiFePO4: 0,9 (что соответствует 90%).
4. КПД системы
Потери при зарядке и разрядке батареи, инверсии DC в AC, потери в кабелях. Для LiFePO4 берите 0,93 (93% КПД). Это означает, что из 100 кВт·ч, загруженных в батарею, вы получите обратно 93 кВт·ч полезной энергии.
Пошаговый расчёт на примере дома
Результат: нужна батарея на 54 кВт·ч. Можно выбрать комплект из нескольких батарей по 10–15 кВт·ч каждая, в зависимости от того, какие производства доступны в России.
Как размер дома влияет на батарею
Перевод кВт·ч в ампер-часы для 12V, 24V, 48V батарей
Когда вы выбираете конкретную батарею в каталоге, её ёмкость указана в ампер-часах (Ah), а не в кВт·ч. Нужно пересчитать используя напряжение батареи.
Формула: Ah = кВт·ч × 1000 ÷ V
| Напряжение | Расчёт | Ампер-часы | Какой комплект |
|---|---|---|---|
| 12V | 50000 Wh ÷ 12V | 4167 Ah | 5 батарей по 820Ah (занимает кладовую) |
| 24V | 50000 Wh ÷ 24V | 2083 Ah | 3 батареи по 700Ah (практично) |
| 48V | 50000 Wh ÷ 48V | 1042 Ah | 2 батареи по 520Ah (компактно) |
Вывод: 48V является самым компактным и экономичным по кабелям, но требует 48V контроллера и инвертора, которые дороже. 24V даёт оптимум цены к компактности. 12V используют только для маленьких систем ниже 3 кВА.
Важно про напряжение
Не путайте Ah и Wh. Напряжение падает при разрядке на 3–5%, поэтому реальная энергия немного ниже расчётной. При заказе батареи берите с небольшим запасом.
Зимний запас в России: правда про морозы и облачность
Мороз блокирует зарядку батареи
Батарея LiFePO4 не заряжается ниже 0 градусов. При попытке зарядить на морозе образуется литиевое напыление на электроде. Это необратимо теряет ёмкость и может вызвать пожар. BMS (контроллер батареи) блокирует зарядку вне диапазона 0–45 градусов Цельсия. Решение: подогреваемый шкаф с температурой +5–10°C или самонагревающиеся батареи (дороже на 20–30%).
Сезонные различия выработки по PVGIS (выработка 1 кВт панелей в месяц)
| Город | Июнь | Декабрь | Разница |
|---|---|---|---|
| Москва | 139 кВт·ч | 14 кВт·ч | 10 раз |
| Санкт-Петербург | 145 кВт·ч | 8 кВт·ч | 18 раз |
| Челябинск | 142 кВт·ч | 40 кВт·ч | 3,5 раз |
| Краснодар (юг) | 137 кВт·ч | 56 кВт·ч | 2,4 раз |
На широте 55–60°N (Москва, Челябинск) декабрь представляет серьёзную проблему. Дом потребляет энергию, панели почти ничего не дают. Батарея на 2–3 дня разрядится за неделю облачной погоды. На юге (Краснодар, Крым) сезонность мягче и дом может жить на батарее дольше.
Хороший подход для северной России: коммерческие системы в январе и феврале дополняют резервным генератором (газ, дизель, твёрдое топливо). Или дом остаётся на сетевом резерве, когда солнце даёт хоть что-то, батарея берёт; когда ничего, сеть питает дом и резервный генератор.
LiFePO4 vs AGM: сравнение по расчёту ёмкости
| Параметр | LiFePO4 | AGM свинцовая |
|---|---|---|
| DoD (глубина разряда) | 90% | 50–80% |
| КПД (round-trip) | 97% | 85% |
| Вычисленная ёмкость для 15 кВт·ч/день, 3 дня | (15×3)÷(0,9×0,97)=51 кВт·ч | (15×3)÷(0,7×0,85)=90 кВт·ч |
| Батарея LiFePO4 меньше в 2 раза | ✓ компактно | ✗ занимает много места |
| Цена за кВт·ч | около 400–500 рублей | около 150–200 рублей |
AGM намного дешевле за кВт·ч, но требует в 2 раза больше батарей для одной нагрузки. Итоговая стоимость системы часто получается сопоставима. LiFePO4 выигрывает в долговечности (свыше 6000 циклов против 1000–2000 для свинца) и в компактности занимаемого места.
Типовые примеры расчёта: коттедж, дом, газовый котёл
Дача 100 м² на лето
Летнее потребление 5 кВт·ч в день (холодильник, свет, зарядка гаджетов). На 2 дня запаса: (5 × 2) ÷ (0,9 × 0,93) = 11,9 кВт·ч. Хватит две батареи по 6 кВт·ч. Зимой там никто не живёт, поэтому проблемы с морозом нет.
Дом 300 м² постоянно
Потребление 15 кВт·ч в день (отопление, освещение, бытовая техника). На 3 дня: (15 × 3) ÷ (0,9 × 0,93) = 53,8 кВт·ч. Комплект из четырёх батарей по 13–15 кВт·ч. Плюс резервный генератор на зиму для подзарядки в облачные недели.
Газовый котёл зимой
Циркуляционный насос потребляет 100W в течение 24 часов, это 2,4 кВт·ч в день. На 3 дня запаса: (2,4 × 3) ÷ (0,9 × 0,93) = 8,6 кВт·ч. Одна батарея 10 кВт·ч достаточна. Батарея должна стоять в подогреваемом шкафу (с подогревом от сети до +5°C), тогда работает в мороз.
Дом 400 м² плюс скважинный насос
Постоянное потребление 20 кВт·ч в день (дом + насос с пиковыми нагрузками). На 4 дня запаса: (20 × 4) ÷ (0,9 × 0,93) = 95,5 кВт·ч. Пять батарей по 19 кВт·ч или два больших комплекта по 48 кВт·ч. Резервный генератор и сетевой резерв обязательны для зимы.
От расчёта к покупке
После расчёта ёмкости нужно выбрать конкретные батареи и контроллер, совместимый с вашим инвертором. Мы подбираем комплекты под дом и город бесплатно. Учитываем PVGIS выработку конкретного региона, морозную готовность батареи, напряжение инвертора и тип питаемых нагрузок.
Онлайн-калькулятор выработки
Введите размер дома, город и потребление. Узнаете ёмкость батареи, количество панелей и часы резерва в зимний день.
Часто спрашивают
Частые вопросы
Какая формула расчёта ёмкости батареи?
Ёмкость (кВт·ч) = (дневная нагрузка × дни автономии) ÷ (DoD × КПД). Для дома с потреблением 15 кВт·ч/день и тремя днями запаса: (15 × 3) ÷ (0,9 × 0,93) = 56,6 кВт·ч батареи.
Что такое DoD и почему батарею не разряжают на 100%?
DoD (Depth of Discharge) означает глубину разряда. LiFePO4 выдерживает 90% разряда, но работают на 80–90%, чтобы продлить срок (свыше 6000 циклов). Полный разряд на 100% быстрее деградирует батарею.
Батарея 12V или 48V, какая лучше?
48V экономнее. 50 кВт·ч равно 1042 Ah при 48V (2 батареи по 520Ah) против 4167 Ah при 12V (5 батарей по 820Ah). Но 48V дороже в контроллерах. 24V оптимум для коттеджа.
Почему зимой батарея не заряжается от солнца?
LiFePO4 невозможно заряжать ниже 0 градусов Цельсия. Образуется литиевое напыление, безвозвратно теряется ёмкость. Зимой нужна подогреваемая батарея или самонагревающиеся модели (дороже на 20–30%).
Хватит ли батареи 10 кВт·ч на всю зиму в России?
На широте 55–60°N (Москва, Челябинск) нет. Батареи 10 кВт·ч хватает на 2–3 дня облачной погоды. Зимой могут быть недели с минимальной солнечной выработкой. Нужен резервный генератор или сетевой резерв.
Как перевести кВт·ч в ампер-часы?
Ah равно кВт·ч умножить на 1000 и разделить на V. Для 50 кВт·ч: при 48V это 1042 Ah, при 24V это 2083 Ah, при 12V это 4167 Ah. Напряжение выбирают по инвертору и контроллеру.
AGM батарея дешевле, почему не использовать вместо LiFePO4?
AGM разряжают только на 50–80% (в 2 раза хуже), КПД 85% против 97%. Батарея получается на 3–4 раза дороже по энергии. LiFePO4 окупается за 10–15 лет через экономию на циклах.
Безопасность: стандарты и правила в России
С 1 декабря 2024 года в России действует ГОСТ Р МЭК 63056-2024 на литиевые батареи для накопления электроэнергии. Он требует защиту от короткого замыкания, перегрева, перезаряда, правильной маркировки и безопасного монтажа.
Батарея должна стоять в огнестойком шкафу (класс не ниже EI30), в проветриваемом помещении, на расстоянии от спален. Консультируйтесь с пожарнадзором вашего региона. Требования могут быть выше в зависимости от объёма батареи и типа строения.