Скільки кВт·год акумулятора потрібно для дому без мережі
Розрахунок ємності акумулятора для будинку без зовнішньої електромережі. Формула 3 діб автономії, тиждень туману, нічне споживання. Реальні цифри для 5–15 кВт·год.
Off-grid будинок — без зовнішньої електромережі. Тільки сонячна станція плюс акумулятори. Питання «скільки кВт·год батареї треба» тут інше, ніж для гібридного об’єкта з мережею: помилка означає холодильник, який не працює три дні взимку. Розбираємо чесний розрахунок ємності.
Чим автономний розрахунок відрізняється від гібридного
У гібридному будинку (з мережею) акумулятор покриває нічне споживання плюс блекаут-резерв на 1–2 дні. Якщо щось пішло не так — є мережа.
В off-grid будинку акумулятор має покривати:
- Нічне споживання (10–14 годин).
- День без сонця (туман, шторм).
- Тиждень погана погода (3–5 діб без нормального виробітку).
- Запас на деградацію батареї за 7–10 років.
Це означає ємність у 2–3 рази більшу за «стандартну» гібридну.
Швидкі факти про акумулятор off-grid
| Параметр | Гібридний | Off-grid |
|---|---|---|
| Типове споживання дому | 600–800 кВт·год/міс | те саме |
| Нічне споживання | 6–8 кВт·год | 6–8 кВт·год |
| Блекаут-резерв | 4–5 кВт·год на 8 год | — (нема мережі) |
| Резерв на 3 доби туману | необов’язковий | обов’язковий |
| Загальна корисна ємність | 5–10 кВт·год | 15–30 кВт·год |
| Запас на деградацію 20% | +20% | +25% |
| Тип батареї | LiFePO4 (стандарт) | LiFePO4 (обов’язково) |
| Ціна повного банку | 60 000–180 000 грн | 180 000–500 000 грн |
Формула розрахунку для off-grid
Крок 1. Денне споживання.
Місячне споживання ÷ 30 = денне. Для типового дому з холодильником, освітленням, бойлером і насосом — 15–25 кВт·год/день.
Крок 2. Резерв на N днів без сонця.
Денне споживання × N днів = базова ємність батареї. Для України з типовим зимовим туманом N = 3 доби. Тобто 20 × 3 = 60 кВт·год.
Крок 3. Поправка на DoD (depth of discharge).
LiFePO4 батарея максимально розряджається на 90%. Реальна потрібна номінальна ємність = розрахункова ÷ 0,9. Для 60 кВт·год корисних → 67 кВт·год номінальних.
Крок 4. Запас на деградацію.
За 10 років LiFePO4 втрачає 15–20% ємності. Додаємо 25% запасу. Підсумок: 67 × 1,25 = 84 кВт·год номінальної ємності.
Це багато. Для дому 100 м² з помірним споживанням реальний банк — 60–80 кВт·год, ціна 500 000–700 000 грн.
Як зменшити потребу в батареї
Off-grid система з 60+ кВт·год батареї дорога. Кілька стратегій зменшити ємність:
1. Тепловий насос замість електроопалення. Якщо ваш будинок опалюється електрикою, зимове споживання у 3–4 рази вище за літнє. Тепловий насос знижує опалювальне споживання втричі.
2. Газовий резервний генератор. Бі-фьюел система: сонце + батарея + резервний газовий генератор на 5–10 кВт для одиниці туманних днів. Дозволяє зменшити батарею до 30 кВт·год.
3. Вітряк як гібрид. У північних регіонах України вітер взимку дає 30–50% генерації, коли сонця мало. Сонце + вітер = менша потреба в батареї.
4. Енергозбереження. LED-світло, A++ техніка, утеплення. Зниження споживання на 30% означає на 30% меншу батарею.
Типова конфігурація автономного дому
Для дому 120 м² у Чернівецькій області з 4 особами, газовим опаленням, енергоефективною побутовою технікою:
- Сонячна станція: 12 кВт (Південна Україна може 8–10 кВт).
- Батарея: 30 кВт·год LiFePO4 (наприклад 6× Pylontech US5000).
- Резервний генератор: 5 кВт газовий або дизельний.
- Гібридний інвертор: Deye SUN-12K-SG04LP3 з off-grid режимом.
Ціна під ключ: 850 000–1 100 000 грн. Це 2–3× дорожче за гібридну станцію з мережею.
Часті запитання
Чи можна почати з малого і нарощувати батарею?
Так. Pylontech, BYD HVS, Deye Battery — модульні системи. Купуєте стартовий банк 15 кВт·год, через 2–3 роки додаєте 10–15 кВт·год. Головне — інвертор має витримувати фінальну потужність батареї.
Який інвертор потрібен для off-grid?
Гібридний з повноцінним off-grid режимом і високою EPS-потужністю. Deye SUN-K-SG04LP3 — найпопулярніший у класі. Може працювати повністю без мережі, заряджати від генератора, балансувати сонце+батарея.
Скільки років служить акумулятор off-grid?
Менше, ніж у гібридному. Off-grid батарея щодня проходить повний цикл (заряд днем, розряд вночі). За 10 років — близько 3 600 циклів. LiFePO4 з гарантією на 6 000 циклів витримує 13–15 років, але з помітною деградацією до 70%.
Що робити взимку у Карпатах з 5+ днями туману поспіль?
Резервний генератор. Газовий або дизельний, 5–8 кВт. Раз на місяць заряджає батарею при тривалому туман-фронті. Витрата палива — 100–200 грн на повний заряд 30 кВт·год.
Чи виправдано йти off-grid, якщо мережа далеко?
Так, якщо підключення мережі коштує понад 200 000 грн (відстань 500+ м від найближчого стовпа). Off-grid за 900 000 грн виходить дешевшим за тривалу лінію + щомісячні рахунки.
Off-grid проекти ми робимо як окреме портфоліо — від замірів дому до 25-річної моделі експлуатації. Не рекомендуємо «імпровізувати» — помилка в ємності означає темний дім у березні. Замовте розрахунок або читайте про підбір акумулятора.
Джерела
- PVGIS 5.3 — місячний профіль для Карпатської області — re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/.
- Pylontech US5000 datasheet — pylontech.com.cn, специфікація модульної батареї.
- Deye SUN-K-SG04LP3 manual — deyeinverter.com, off-grid режим гібридного інвертора.
- DGS PV off-grid sizing guidelines — dgs.de, стандарт розрахунку автономних систем.
- NREL Battery Sizing for PV Off-Grid Systems — nrel.gov/docs, методика ємності батарей.
- Hybrid PV-wind-diesel sizing — IEA-PVPS Task 11 — iea-pvps.org, допоміжний генератор у off-grid.