Три дня без света зимой: сколько нужно накопителя и почему без генератора или солнца это не решается батареей
Накопитель на три зимних дня без сети посчитать можно, но честный ответ неудобный. При минимальном наборе нагрузок это 15–21 кВт·ч полезной энергии, то есть паспортных 18–25 кВт·ч и четыре-пять батарей по 5,12 кВт·ч. Солнце в декабре почти не поможет, особенно под снегом. Поэтому длительный сценарий закрывается связкой «батарея плюс генератор», а не одной батареей. Разбираем расчёт по шагам.
Длительное отключение после ледяного дождя, бури или падения деревьев на линию — сценарий нечастый, но неприятный: морозы, дом без отопления с электронасосами, холодильник с продуктами, связь с внешним миром. Статистику таких событий по Беларуси мы не приводим, потому что надёжной общей цифры нет; дело не в вероятности, а в том, готов ли дом. Про резерв газового котла на сутки и трое мы уже писали в статье «Резерв газового котла на накопителе». Здесь добавим то, чего там нет: вклад солнца и генератора.
Минимальный набор нагрузок
Расчёт ведётся для дома с газовым котлом. Режим минимальный: тепло, холод, связь, свет и вода. Значения условные, точные цифры берите из паспортов своей техники.
| Нагрузка | Допущение | кВт·ч в сутки |
|---|---|---|
| Газовый котёл с насосами отопления | 100–150 Вт в среднем, круглосуточно | 2,4–3,6 |
| Холодильник | около 1 кВт·ч в сутки | 1,0 |
| Роутер, зарядка телефонов, радио | около 15–20 Вт | 0,4 |
| Свет (светодиодный) | 2–3 лампы по 10 Вт, 5–6 часов | 0,2–0,3 |
| Насос скважины | 750 Вт, около часа в сутки | 0,75 |
| Итого | около 4,8–6,1, берём 5–7 с запасом |
Пусковые токи насосов не входят в сутки, но входят в мощность инвертора: проверьте, что он справится с пуском насоса. В эту схему не входят электроплита, бойлер, электрообогреватели и стиральная машина: они в минимальный набор не помещаются, как показано в разборе «Бойлер, плита и чайник на резерве».
Ёмкость только на батарее
Три дня по 5–7 кВт·ч дают 15–21 кВт·ч, которые нужно получить из батареи на выходе. Паспортная ёмкость считается через глубину разряда и КПД. Возьмём глубину 90 % и КПД инвертора с батареей около 93 % (точные значения в паспорте):
- 15 ÷ (0,9 × 0,93) ≈ 17,9 кВт·ч паспортных;
- 21 ÷ (0,9 × 0,93) ≈ 25,1 кВт·ч паспортных.
Одна батарея 100 А·ч на 51,2 В — это 5,12 кВт·ч, значит, нужно от 3,5 до 5 батарей: на практике четыре или пять. Это заметно больше типичных домашних установок на 10 кВт·ч. Не забудьте и про мороз: в неотапливаемом помещении заряд LFP ниже 0 °C запрещён, а разряд возможен примерно до −20 °C, подробнее в разборе «Зимний режим накопителя».
Что даст солнце в декабре и январе
По расчётам PVGIS для Минска, 1 кВт панелей даёт в декабре около 19,1 кВт·ч, в январе 32,4 кВт·ч. В пересчёте на день: 19,1 ÷ 31 ≈ 0,6 кВт·ч в декабре и 32,4 ÷ 31 ≈ 1,05 кВт·ч в январе на каждый киловатт. Для станции 8 кВт получается:
- декабрь: 8 × 0,6 ≈ 4,9 кВт·ч в день в среднем по месяцу;
- январь: 8 × 1,05 ≈ 8,4 кВт·ч в день в среднем.
Это средние по месяцу, и в сценарии «ледяной дождь и буря» они неприменимы: небо затянуто, панели могут быть покрыты ледяной коркой или снегом. Для расчёта резерва безопасно считать вклад солнца в такие дни нулевым. Если он случится, это приятный запас, а не основа плана. Станция с 8 кВт панелей в средний декабрьский день закрывала бы суточный минимум, но именно в сложные дни рассчитывать на неё нельзя.
Генератор как вторая нога
Если батарею дополняет генератор, ёмкость можно уменьшить. Принцип простой: днём генератор работает несколько часов и заряжает батарею, а остальное время дом живёт от неё тихо и без топлива. Посчитаем суточную потребность 6 кВт·ч полезных. С учётом потерь заряда и разряда (общий КПД цикла 90–95 %) батарею нужно зарядить примерно на 6 ÷ 0,93 ≈ 6,5 кВт·ч в сутки; пусть 7 кВт·ч.
Ток заряда при мощности зарядки 2,5 кВт: 2500 Вт ÷ 51,2 В ≈ 49 А. Время работы генератора: 7 ÷ 2,5 ≈ 2,8 часа в сутки. Это 2–3 часа в день вместо круглосуточного шума. Мощность генератора должна покрывать зарядку и нагрузки дома, пока он включён, и совместима ли его работа с инвертором, обсуждено в разборе «Накопитель и генератор». При такой схеме хватит и одной-двух батарей (5–10 кВт·ч) вместо пяти, а запас топлива определяется числом часов: расход указан в паспорте генератора.
Стратегии сравнительно
| Стратегия | Ёмкость батареи (паспорт) | Дни автономии | Цена вопроса относительно |
|---|---|---|---|
| Только батарея, минимальный набор | 18–25 кВт·ч | трое суток | самая дорогая, 4–5 батарей |
| Батарея 10 кВт·ч без генератора | 10,24 кВт·ч | 1,5–2 суток при 5–6 кВт·ч в сутки | средняя, но трое суток не закрывает |
| Батарея 10 кВт·ч и генератор 2–3 часа в день | 10,24 кВт·ч | сколько хватит топлива | средняя плюс генератор и топливо |
| Батарея с солнцем | как выше | зависит от погоды, на зиму не опираться | панели уже есть, добавка бесплатна |
Для строки «10 кВт·ч без генератора»: 10,24 × 0,9 × 0,93 ≈ 8,6 кВт·ч на выходе, делим на 5–6 кВт·ч в сутки и получаем около 1,4–1,7 суток, то есть полтора-два.
Честный вывод для зимы
Длительный резерв одной батареей дорог, потому что вся энергия трёх суток должна лежать внутри. Связка батареи и генератора дешевле и надёжнее: батарея держит дом и тишину, генератор раз в сутки возвращает ей запас.
Что делать до непогоды
Резерв на трое суток работает, только если он готов к моменту аварии. Держите зимой батарею заряженной до высокого уровня, а не на минимальном пороге, проверьте, что генератор запускается, а топливо хранится безопасно и вдали от жилых помещений. Заранее проверьте розетку или ввод для подключения генератора: способ подключения должен исключать подачу напряжения в сеть. Отдельно подумайте, как вы будете знать, что произошло: приложение инвертора работает через интернет, а роутер тоже нуждается в питании, поэтому включите его в резервную линию.
Как растянуть запас
- Разделите линии: на резервную группу выведите только котёл, холодильник, свет, роутер и скважину. Плиты, бойлеры и обогреватели оставьте на основной линии.
- Выключите лишнее заранее: стиральную машину, сушилку, зарядки электроинструмента.
- Не включайте скважину без необходимости: наполните ёмкость водой, пока свет есть.
- Заряжайте телефоны и пауэрбанки накануне, если знаете о приближающейся непогоде.
- Следите за SOC и не давайте батарее уйти ниже настроенного порога, особенно в мороз.
Частые вопросы
Нужен ли генератор, если есть батарея?
Для коротких отключений на часы нет. Для сценария на трое суток и больше генератор сильно снижает нужную ёмкость и цену решения.
Зарядит ли солнце батарею зимой?
Иногда, в ясные дни. В пасмурную погоду, под снегом и льдом вклад ничтожен. Не закладывайте его в расчёт резерва.
Хватит ли 10 кВт·ч на трое суток?
Нет, при минимальном наборе в 5–7 кВт·ч в сутки хватит примерно на полтора–два дня. Либо добавляйте батареи, либо генератор.
Что делать с котлом, который работает на электричестве?
Для котла с электронасосами нужна резервная линия с чистым синусом; это обсуждается в разборе про резерв газового котла по ссылке выше.
Короткий вывод
Три зимних дня без сети — это 15–21 кВт·ч полезной энергии при минимальном наборе, то есть 18–25 кВт·ч паспортных. Солнце в такие дни закладывать нельзя. Дешевле и надёжнее связка из батареи на 10 кВт·ч и генератора на 2–3 часа в сутки. Если нужен именно запас без топлива, придётся брать четыре-пять батарей и честно считать их цену.