Солнечный навес над парковкой с накопителем: как спроектировать и когда это окупается
Солнечный навес над парковкой даёт тень машинам и электричество объекту, а накопитель позволяет перенести часть этой энергии на вечер. Разбираем, с каких данных начинать проект, как считать ёмкость аккумулятора и в каких случаях он не нужен вовсе.
Солнечный навес над парковкой (карпорт) с накопителем — это три части: каркас с солнечными панелями над машиноместами, стационарный аккумулятор и система управления, которая решает, куда направить энергию. Солнечная выработка может уйти на нагрузки здания, на зарядку электромобилей или в аккумулятор, чтобы использовать её позже. Какой будет схема, зависит от геометрии парковки, выработки панелей, графика потребления, мощности по договору техприсоединения, тарифа и того, нужен ли резерв на случай отключения сети.
Для офиса, торгового центра, кампуса или автобазы проект начинают с понятной цели. Аккумулятор, поставленный только потому, что над парковкой появились панели, выгоды сам по себе не даёт.
Что даёт навес вместе с накопителем
Навес превращает парковку в площадку для выработки электричества и заодно закрывает машины от солнца, а зимой — частично от снега. Накопитель позволяет сдвинуть часть выработки на другое время суток.
Что это даёт по энергии:
- больше собственного потребления солнечной энергии вместо отдачи в сеть;
- ниже пики потребления из сети — это ощутимо на двухставочном тарифе, где отдельно платят за мощность (подробнее — в статье «Плата за мощность и накопитель»);
- запас мощности для зарядки электромобилей сверх того, что объект может взять из сети напрямую.
Сколько выйдет на деле, зависит от графика нагрузки и настроек контроллера.
Резервное питание — отдельное проектное решение. Чтобы при отключении сети питать выбранные нагрузки, нужны инвертор с функцией резерва, коммутация, защита и заранее выделенная резервная сеть. Сами по себе панели на навесе и аккумулятор не удержат при аварии все зарядные станции и все линии здания.
Начните с данных о парковке и потреблении
Соберите интервальные данные о потреблении здания (почасовые, а лучше по 30 минут), счета за электричество, загрузку парковки, время стоянки машин и план зарядных сессий. Выясните, нужно ли машинам быстро зарядиться и уехать или они стоят по нескольку часов.
Машины сотрудников, которые стоят на парковке весь день, могут заряжаться напрямую от солнца — тогда энергию не нужно запасать. У автобазы, где транспорт возвращается после заката, задача другая. На парковке торгового центра спрос на зарядку сильно меняется по дням недели и сезонам.
До расчёта ёмкости договоритесь о приоритетах работы. Например: сначала нагрузки объекта, затем резерв на случай отключения, затем снижение потребления из сети в заданные пиковые часы. Все эти задачи делят один аккумулятор, поэтому управлять ими должна одна модель распределения энергии.
Каркас и массив панелей — под конкретную площадку
Проектировщики должны проверить размеры машиномест, проезды, высоту в свету, пути для маломобильных групп, водоотвод, фундаменты, подземные коммуникации, ветровую и снеговую нагрузку. Для России снег — главный расчётный фактор: снеговой район по СП 20.13330 определяет сечение балок и шаг опор, а наклон панелей влияет на то, как быстро сходит снег. Отдельно продумайте, как стройка повлияет на работу парковки.
Годовую и сезонную выработку считайте по реальной точке: широта, ориентация, затенение, раскладка модулей, потери в оборудовании. По одному только числу машиномест надёжный прогноз выработки не построить. В средней полосе декабрьская выработка в разы ниже июньской — это нужно заложить сразу.
Электрооборудование размещайте так, чтобы к нему был доступ для обслуживания и для аварийных служб. Место для аккумулятора выбирают с учётом риска наезда машин и подтопления, температуры, трасс кабелей и противопожарных расстояний (подробнее — в статье «Пожарная безопасность накопителей»). Всё это закрывают проект и согласование.
Ёмкость аккумулятора — от того, сколько энергии нужно перенести
Сначала посчитайте, сколько солнечной энергии остаётся сверх одновременного потребления объекта и допустимой отдачи в сеть. Потом определите, когда этой запасённой энергии найдётся полезное применение.
Подберём систему под вашу задачу
Оставьте телефон — инженер перезвонит в рабочее время, ответит на вопросы по статье и подберёт оборудование. Бесплатно.
Смотреть в каталоге: купить гибридный инвертор Deye · все солнечные инверторы · аккумуляторы Deye
SUN-50K-SG01HP3859 000 ₽ · в наличии→Пример расчёта
Пусть по модели навес в конкретный день выдаёт избыток 40 кВт в течение трёх часов. Это 120 кВт·ч на выбранной границе заряда по переменному току. При КПД полного цикла «переменный ток — переменный ток» 90 % позже можно отдать примерно 108 кВт·ч — при условии, что аккумулятор способен принять такую мощность и у него есть свободная ёмкость.
Если вечерняя нагрузка — 30 кВт в течение трёх часов, на стороне потребителя нужно 90 кВт·ч. Энергии на этот день хватает. Но аккумулятор и преобразователь должны ещё выдерживать нужную мощность заряда и разряда. Отдельно оценивают резерв, деградацию, температуру и пасмурные дни.
Цифры в примере — условные допущения, а не прогноз выработки и не характеристики оборудования Deye.
Как выбрать электрическую схему
| Решение | Что оценить |
|---|---|
| Подключение по переменному (AC) или постоянному (DC) току | Имеющееся оборудование, число преобразований, совместимость, расширение, использование срезанной выработки |
| Мощность аккумулятора | Цель по срезанию пиков, мощность зарядных станций, доступная мощность заряда от избытка |
| Ёмкость аккумулятора | Длительность избытка, вечернее потребление, резерв, ёмкость к концу срока службы |
| Зарядные станции | Совместимость с машинами, время стоянки, число одновременных сессий, управление мощностью |
| Учёт и управление | Ограничения потребления и отдачи, тарифные зоны, приоритеты работы, поведение при сбоях |
| Граница резерва | Ответственные нагрузки, требования к переключению, схема автономной работы, нужное время работы |
На действующем объекте, где сетевой инвертор уже подключён по переменному току, удобнее один вариант; на новом объекте выбор шире. Выбирают по электрическому расчёту и стоимости за весь срок службы.
Для навеса на 30–50 кВт панелей обычно хватает гибридного инвертора вроде Deye SUN-50K-SG01HP3 с высоковольтным аккумулятором BOS-G60-PRO — он ставится к уже работающей сети объекта и умеет держать резерв. Если в центре проекта зарядка электромобилей и большие пики, имеет смысл смотреть на шкафной накопитель MC-LC480-2H2 на 200 кВт и 482 кВт·ч. Ни один из вариантов не заменяет расчёт конструкции навеса.
Считайте экономику целиком
Включите в расчёт каркас навеса, фундаменты, панели и инверторы, накопитель, зарядные станции, работы по сети, учёт, согласования, обслуживание, страхование и потери от того, что часть парковки временно закрыта.
Сравните минимум три варианта: только панели, панели с управляемой зарядкой и панели с накопителем. Электроэнергию, потреблённую на месте, оценивайте по цене, которую не пришлось платить сети, а отданную в сеть — по условиям продажи излишков (для небольших объектов — по правилам микрогенерации). Вычтите потери на хранение и расходы на эксплуатацию.
Экономию на плате за мощность считайте по фактическим правилам вашего тарифа. Не засчитывайте один и тот же запасённый киловатт-час одновременно в резерв, вечернее потребление и зарядку машин. Прежде чем выбрать ёмкость, проверьте расчёт на худших условиях: меньшая выработка, больше машин на зарядке, другие цены на электроэнергию, деградация аккумулятора.
Что подготовить для расчёта
Для предметного расчёта понадобятся: план парковки, адрес объекта, планируемая мощность панелей или доступная площадь, интервальные данные о потреблении, график зарядки машин, ограничения потребления и отдачи по договору с сетью, тариф, требования к резерву и сроки проекта. По этим данным готовят чёткое предложение по накопителю и управлению, которое затем согласуют с проектировщиком навеса и электромонтажной организацией. Подобрать оборудование для начала можно в подборе.
Источник: блог Deye (Solar Carport with Battery Storage Design and Benefits). Перевод и адаптация для российских условий — deye.shop.
Частые вопросы
Нужен ли аккумулятор каждому солнечному навесу?
Нет. Если днём объект и так потребляет почти всю выработку, накопитель добавит немного. Сравните прямое потребление, управляемую зарядку, отдачу в сеть и накопитель на одних и тех же данных.
Можно ли заряжать машины на парковке после заката?
Да, если в аккумуляторе есть запас или зарядка идёт из сети через спроектированную систему. Сколько машин удастся зарядить вечером и ночью, зависит от уровня заряда аккумулятора (SoC), мощности преобразователя, ограничений сети и потребностей машин.
Будет ли аккумулятор питать весь объект при отключении сети?
Только если электрическая схема изначально рассчитана на это. Определите ответственные нагрузки и нужное время работы, затем проверьте возможности инвертора, коммутацию, защиту и доступный запас энергии.
Нужно ли рассчитывать накопитель так, чтобы забирать весь избыток солнечного дня?
Не обязательно. Запас под редкие пики выработки удорожает систему, а за год даёт мало. Сравните, сколько дополнительной энергии удастся сохранить и сколько это стоит в оборудовании и эксплуатации, по данным за полный год.
Оборудование по теме
