СЭС предприятия без отдачи в сеть: сколько солнца срезается в выходные и окупит ли его накопитель

Если отдача в сеть не разрешена, станция предприятия в выходные работает вполсилы: ограничитель срезает солнце, которое некому потребить. Накопитель может забрать часть этого среза, но батарея наполняется за несколько часов, а выходные длятся два дня. Ниже — расчёт для станции 100 кВт по месяцам и вывод: ради одного срезанного солнца накопитель на предприятии обычно не окупается.

Что именно срезается

Когда условия подключения не позволяют отдавать энергию в сеть, инвертор следит за перетоком на вводе и снижает мощность станции, как только выработка превышает нагрузку объекта. Техника этого ограничения — датчики, настройка, типичные ошибки — разобрана в статье «Антиреверсивная защита в сетевой СЭС», а статус и правила для блок-станций — в материале «Блок-станция: СЭС и накопитель бизнеса». Здесь нас интересует только деньги: сколько энергии при таком ограничении не вырабатывается вообще и может ли накопитель её спасти.

Срез появляется там, где днём нагрузка ниже выработки. В рабочий день завод обычно съедает почти всё, что дают панели. В выходной станки стоят, остаётся дежурная нагрузка — вентиляция, серверная, освещение территории, холод. Именно в выходные и праздники ограничитель работает чаще всего.

Расчёт для станции 100 кВт: один июньский выходной

Возьмём станцию 100 кВт в Минске. По расчёту PVGIS с 1 кВт панелей в июне получается 134,3 кВт·ч в месяц. Дальше — ход расчёта.

• выработка в сутки: 134,3 × 100 / 30 ≈ 448 кВт·ч;
• дневная нагрузка предприятия в выходной — условно 20 кВт в течение 8 часов солнечного окна: 20 × 8 = 160 кВт·ч;
• срез: 448 − 160 ≈ 288, то есть около 290 кВт·ч в сутки — почти две трети того, что станция могла бы выдать.

Нагрузка 20 кВт — условная. У вашего предприятия выходная нагрузка может быть и 5, и 50 кВт; единственный честный способ её узнать — почасовые данные с узла учёта или самого инвертора за прошлые выходные. Нужен не средний показатель, а профиль: именно он показывает, в какие часы станция упирается в ограничитель.

Срез по месяцам

Повторим тот же расчёт для каждого месяца. Месячная выработка берётся из данных PVGIS для Минска (кВт·ч с 1 кВт в месяц), умноженных на 100 кВт; среднесуточная — делением на число дней; срез — всё, что выше условных 160 кВт·ч выходной дневной нагрузки. Выходных дней берём в среднем 8,7 в месяц (104 в год), будни для простоты считаем без среза: нагрузка в них покрывает выработку.

Итог: при принятых условиях срезается около 14 200 кВт·ч в год — примерно 14 % годовой выработки. Зимой среза нет вовсе: станция слабее нагрузки. Весь срез сосредоточен с марта по сентябрь, а пик приходится на май–июль.

Сколько вернёт накопитель 215 кВт·ч

Теперь добавим к станции накопитель, который заряжается только срезанным солнцем. Возьмём распространённый промышленный шкаф на 215 кВт·ч номинальных; при рабочей глубине разряда около 90 % полезно 215 × 0,9 ≈ 190 кВт·ч. Дальше всё упирается в то, что батарея, наполненная в субботу, не успевает опустеть к воскресенью.

• Суббота. Если срез за день больше 190 кВт·ч, батарея забирает все 190 кВт·ч. В июне при срезе 290 кВт·ч оставшиеся 100 кВт·ч по-прежнему теряются.
• Ночь на воскресенье. Выходная ночная нагрузка условно 5 кВт × 14 часов = 70 кВт·ч. Столько батарея и отдаст, освободив 70 кВт·ч места.
• Воскресенье. Принять можно только эти 70 кВт·ч, остальной срез снова теряется.

За июньский выходной накопитель заберёт 190 + 70 = 260 кВт·ч из 580 срезанных (2 × 290). Это чуть меньше половины. В месяцы с небольшим срезом (февраль, октябрь) он забирает всё, но срез там мал. По таблице за год получается около 8 000 кВт·ч, то есть чуть больше половины всего среза и около 8 % годовой выработки станции. С учётом КПД цикла 90–95 % (точное значение — в паспорте) вернётся порядка 7 400 кВт·ч.

Теперь деньги. Тарифы для юридических лиц называть не будем: у них своя механика — одноставочная или двухставочная, с платой за заявленную мощность, — а значение зависит от вашего договора. Возьмём условную стоимость сэкономленной энергии 0,30 руб./кВт·ч; это не тариф, а число для порядка величин. Тогда 7 400 × 0,30 ≈ 2 200 руб. в год. Если взять такую же условную цену батареи — 1 000 руб. за кВт·ч номинальных, то есть 215 тыс. руб., — простой срок окупаемости получается порядка сотни лет, что заведомо больше срока службы батареи. Даже если ошибиться в ценах в разы, вывод не меняется: один срез не оправдывает накопитель.

Что дешевле накопителя

У среза есть более простые лекарства, и перед покупкой батареи их нужно исчерпать.

• Сместить нагрузки на выходные и середину дня. Зарядку погрузчиков, ёмкости с подогревом, насосы наполнения, плановую мойку, сушку, компрессор для накопления воздуха можно запускать там, где солнца много. Спектр решений для бытового случая — в обзоре «Куда девать излишки солнца»; на предприятии логика та же, только нагрузки крупнее.
• Тепло вместо электричества. Если процессу нужна горячая вода, избыток можно отправить в бак через ТЭН. Это обычно дешевле батареи, но не создаёт резерва по электричеству.
• Подогнать размер станции. Станция, выбранная по площади крыши, а не по профилю нагрузки, будет срезаться ровно настолько, насколько превышает потребление. Если срез в 14 % вас не устраивает, возможно, правильнее было ставить на 70–80 кВт, а не на 100. Как подбирают мощность под бизнес, описано на странице «Сетевая СЭС для бизнеса».

Когда накопитель оправдан, и срез тут ни при чём

Накопитель на предприятии окупается не срезом, а другими функциями: ограничением пиковой мощности при двухставочном тарифе, резервом для критичных линий, сглаживанием пусков. Если уже есть причина его ставить, срезанное солнце становится приятным дополнением: в выходные батарея заряжается от станции вместо сети, а в будни работает по основному сценарию. Тогда вопрос «окупит ли его срез» снимается — окупаться должен основной сценарий. Если же основного сценария нет, лучше не покупать оборудование ради 8 % выработки. Важное замечание про закон баланса: правила учёта генерации и потребления разобраны в статье «Генерация = потребление».

Частые вопросы

Можно ли просто «выключить» часть панелей в выходные?

Ограничитель и так снижает мощность инверторов. Отключать панели вручную смысла нет: энергия не теряется физически, а просто не вырабатывается. Дешевле всего — подобрать нагрузку.

А если в выходные работает одна смена?

Тогда срез резко меньше. Расчёт выше — для предприятия с дежурной нагрузкой 20 кВт; для двух- и трёхсменных производств среза почти нет и вопрос накопителя ради него не возникает.

Нужна ли батарея, чтобы вообще получить разрешение на станцию?

Условия подключения определяет энергоснабжающая организация. Батарея не заменяет согласования, а входит в схему, которую нужно согласовать, — как это обычно оформляют, лучше уточнить у проектировщика и в РЭС.

Сколько циклов в год получит батарея от одного среза?

Не больше одного цикла за выходной день, то есть порядка 40–50 циклов в год при срезе в тёплый период. Для ресурса это не проблема, но и экономического смысла от такого режима мало.

Короткий вывод

При запрете отдачи в сеть станция 100 кВт при условной выходной нагрузке 20 кВт теряет в год порядка 14 000 кВт·ч, или 14 % выработки. Накопитель 215 кВт·ч вернёт около 8 000 кВт·ч из них, то есть примерно 8 % выработки, и в деньгах это единицы тысяч рублей в год против сотен тысяч затрат. Сначала смещайте нагрузки и проверяйте размер станции; накопитель ставьте только под пик, резерв или пуски, а срез считайте приятным бонусом.