Расчёт ёмкости накопителя энергии: формулы, коэффициенты, примеры

Ключевая ошибка при выборе BESS — брать ёмкость «с потолка» или копировать параметры похожего объекта. Недобор ёмкости → батарея разряжается в 3 часа ночи. Перебор → переплата 30–60% бюджета. Корректный расчёт занимает 20 минут и окупается многократно.

1. Базовая формула расчёта

Для резервирования и пиковой срезки ёмкость накопителя рассчитывается по двум параметрам: требуемая автономия (часы без сети или без пиковой нагрузки) и средняя мощность нагрузки в этот период.

E_bat = P_load × T_autonomy ÷ DoD ÷ η_inv
E_bat — ёмкость батареи, кВтч  |  P_load — мощность нагрузки, кВт  |  T_autonomy — время, ч
DoD — допустимая глубина разряда (LFP: 0,80)  |  η_inv — КПД инвертора (0,94–0,97)

Для LFP-батарей стандартный DoD составляет 80% (разряд с 100% до 20% SoC). Производители часто указывают «номинальную ёмкость», не учитывая резерв BMS. При расчёте всегда используйте полезную ёмкость — то, что реально доступно при нормальной эксплуатации.

2. Поправочные коэффициенты

Базовая формула даёт минимум. На практике к расчётному значению применяют коэффициенты:

КоэффициентЗначениеПричина
Деградация батареи (5 лет)× 1,15LFP теряет ~3%/год ёмкости; через 5 лет запас полезен
«Скрытые» нагрузки× 1,10Ожидание ТВ, роутеры, зарядники — 100–300 Вт не учтённых
Неотапливаемое помещение× 1,20При −10°C LFP теряет 15–25% ёмкости
Пусковые токи двигателей× 1,25Компрессоры, насосы: пусковой ток 3–7× номинала на 0,5–2 с
Итоговый запас (рекомендуется)× 1,20–1,30Совокупный коэффициент для типового объекта

3. Четыре сценария расчёта

Сценарий A — Частный дом, резерв на ночь (без СЭС)

Ночное потребление (23:00–07:00, 8 ч)1,8 кВт × 8 ч = 14,4 кВтч
÷ DoD 0,80= 18,0 кВтч
÷ КПД инвертора 0,96= 18,8 кВтч
× коэффициент запаса 1,20= 22,5 кВтч
Рекомендуемая батарея24 кВтч (3× Pylontech US5000 по 4,8 кВтч)

Сценарий B — Дом с СЭС 10 кВт, покрыть ночь избытком дня

Дневная выработка СЭС (летом)~45–50 кВтч/сут
Дневное потребление (в доме)~15 кВтч/сут
Доступный для зарядки излишек~25–30 кВтч
Ночное потребление (цель — ноль импорта)~14 кВтч (8 ч × 1,75 кВт)
Расчётная ёмкость (÷0,80÷0,96)= 18,2 кВтч
Рекомендуемая батарея20 кВтч — достаточно летом; зимой импорт неизбежен

Сценарий C — C&I объект, срезка пика (Peak Shaving)

Контрактная мощность100 кВт
Пиковая нагрузка (превышение лимита)140 кВт, 2 часа утром + 2 часа вечером
Избыточная нагрузка для срезки40 кВт × 4 ч = 160 кВтч/сут
÷ DoD 0,80 ÷ КПД 0,96= 208 кВтч номинальной ёмкости
× запас 1,20= 250 кВтч
Рекомендуемая система250–280 кВтч LFP C&I BESS

Сценарий D — Off-Grid дача / сезонный объект

Среднесуточное потребление8 кВтч/сут (летний период)
Автономия без солнца (пасмурные дни)3 дня
Требуемая ёмкость8 × 3 = 24 кВтч
÷ DoD 0,80 ÷ КПД 0,95= 31,6 кВтч
× запас 1,20= 38 кВтч
Рекомендуемая батарея40 кВтч (2× 20 кВтч LFP rack-mount)

4. Выбор мощности инвертора

Ёмкость батареи определяет запас энергии. Мощность инвертора — скорость её отдачи. Оба параметра критичны.

Тип объектаТипичная пиковая нагрузкаМинимальная мощность инвертора
Частный дом (без EV)5–8 кВт6–10 кВт
Частный дом + зарядка EV 7 кВт12–16 кВт12–16 кВт (трёхфазный)
Малый офис / магазин10–25 кВт15–30 кВт
Производственный объект50–200 кВт75–250 кВт (каскад)

Правило: мощность инвертора ≥ максимальной одновременной нагрузки критических цепей. Для EPS-режима это особенно важно: инвертор не может выдать больше своего номинала, иначе уйдёт в защиту по перегрузке.

5. C-рейтинг и мощность разряда

С-рейтинг показывает скорость заряда/разряда батареи относительно её ёмкости. Батарея 100 кВтч с рейтингом 0,5С может отдавать максимум 50 кВт. Если ваш пик — 80 кВт, нужна батарея ≥ 160 кВтч или выбор другой химии.

ТехнологияТипичный C-рейтингМакс. мощность для 100 кВтч
LFP (стационарный BESS)0,5С50 кВт
LFP (C&I High Power)1С100 кВт
NMC1–2С100–200 кВт
LTO (Литий-Титанат)4–6С400–600 кВт

6. FAQ

Какая минимальная ёмкость накопителя имеет смысл?
Для частного дома — от 10 кВтч (LFP). Меньше — нет смысла экономически: стоимость BMS, инвертора и монтажа не окупается. Для C&I объектов — от 30 кВтч.
Нужно ли закладывать запас при расчёте?
Да. Рекомендуется коэффициент 1,2–1,3 к расчётному значению: учитывает деградацию батареи через 5 лет, неточность измерения потребления и «скрытые» нагрузки (зарядники, ТВ в режиме ожидания).
Можно ли добавить батарею позже?
Да, если инвертор поддерживает параллельное подключение батарейных стоек. Deye SG-серия допускает расширение; при первоначальном расчёте выбирайте инвертор с запасом по мощности батарейного порта.
Что такое DoD и почему это важно?
Depth of Discharge — глубина разряда. LFP безопасно разряжать до 20% (DoD 80%). Если ёмкость батареи 20 кВтч, полезная энергия — 16 кВтч. Превышение DoD > 90% сокращает ресурс в 2–3 раза.
Влияет ли температура на ёмкость батареи?
Да. При −10°C LFP теряет 15–25% ёмкости. Для неотапливаемых помещений (гараж, уличный контейнер) добавьте 20% к расчётной ёмкости или предусмотрите систему обогрева BMS.

Рассчитаем ёмкость под ваш объект

Заполните анкету — пришлём расчёт ёмкости и спецификацию системы в течение 24 часов.

Получить расчёт Telegram-бот
Telegram