Недавно на портале onliner вышла статья на тему умного дома с элементами
возобновляемой энергетике (http://tech.onliner.by/2015/09/18/tokyo-game- show-2015). Из-за
большого количества интересного материала и ограниченного объема статьи собственно
солнечным панелям и коллекторам было уделено мало внимания. И если с коллекторами в
принципе все понятно (коллектор, газовый котел и электрический ТЭН завязаны на одну
теплоаккумулирующую ёмкость с заданными приоритетами), то о солнечных панелях
стоит рассказать подробней.

*картинка 12 панелей на крыше*

На крыше дома установлены 12 солнечных панелей из монокристаллического
кремния номинальной мощностью 270 Вт, что дает номинальную мощность системы в
3,24 кВт. Солнечные панели соединены последовательно и подключены к сетевому
инвертору SMA Sunny Boy 5000 Smart Energy. Инвертор взят с запасом мощности и имеет
два отдельных МРРТ. Это позволяет установить дополнительно второй массив солнечных
панелей (в случае, если это будет целесообразно) и регулировать его отдельно.

*картинка sb5000se в доме*

И так, как работает эта система, и какие в ней особенности. Самое простое – это
сетевая система. Она генерирует энергию пропорционально солнечному излучению и
поставляет её в сеть дома. Таким образом достигается экономия – снижается потребление
электроэнергии от сети за счет покрытия части энергозатрат солнечной системой.
Но тут же проявляются некоторые минусы. Солнечная активность и потребление
дома не стабильны. Если потребление выше генерации солнечной станции, проблем не
возникает: недостающая мощность потребляется из сети. Но если генерация выше
потребления, то «лишняя» часть электроэнергии будет уходить в сеть. К сожалению, в
Беларуси для физических лиц нет возможности поставлять электроэнергию в сеть ни на
каких законных условиях, а современные электронные счётчики посчитают такую
«ушедшую» энергию как потребленную. Для решения этого вопроса производителем в
конструкцию сетевого инвертора заложено несколько «умных» технологических решений.

*картинка sma smart house*

Инвертор поставляется в комплекте с измерительным устройством SMA Energy
Meter, устройством управления SUNNY HOME MANAGER и радиоуправляемыми
розетками. Так же внутри самого инвертора установлен аккумуляторный блок
энергоёмкостью 2 кВт ч. Energy Meter контролирует ток на границе раздела сетей
(внутренней и внешней) и позволяет не только определять потребляемую от сети
мощность, но и фиксировать точки нулевого потребления и начала перетока во внешнюю
сеть. В этом момент, в зависимости от внешних условий и программно установленных
сценариев, возможен запуск двух программ:
1) перевод «лишней» части генерируемой мощности в аккумуляторную батарею;
2) включение дополнительной некритической нагрузки через радиоуправляемые
розетки.
Программы могут запускаться как раздельно, так и одновременно. Это позволяет
добиваться нулевого баланса при отсутствии перетока энергии во внешнюю сеть. Так же
сам инвертор имеет несколько дополнительных программируемых реле на такие случаи.
Если аккумуляторы уже заряжены, а возможных для включения нагрузок нет, тогда
инвертор ограничивает свою генерирующую мощность для соблюдения нулевого баланса.
Само собой, такой режим работы снижает эффективность системы, т.к. есть энергия,
которая не используется, а значит, вся система не в полную силу компенсирует
потраченные на неё финансовые средства.
В вечернее время, когда солнечная активность снижается, а потребление дома
традиционно растет, к энергии от солнечных панелей добавляется энергия из
аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея служит буфером, который позволяет

более полно использовать энергию солнца: сохранять излишки при наличии и
использовать их при необходимости.

*картинка sb5000se экран*

Сетевой инвертор Sunny Boy 5000 Smart Energy через систему мониторинга может
быть подключен к порталу производителя, через который работа системы может
контролироваться с персонального компьютера, планшета или телефона.
*картинка sb5000se мониторинг телефон*
Как видно на фото, на данный момент (около 7 вечера):
? солнечная станция вырабатывает 20 Вт (вечер, пасмурно);
? дом потребляет 910 Вт;
? от сети потребляется 470 Вт;
? от аккумуляторной батареи 420 Вт (батарея почти разряжена).
В дополнение, портал собирает статистику по солнечной генерации и потреблению
дома. Часто, такие цифры открывают много интересного. Например, максимальную
мощность потребления, график расхода энергии в течение суток и т.д.
*картинка sb5000se мониторинг планшет *

На фотографии видна статистика за несколько дней. Белые области – закрытие
потребления от солнечных панелей, красные области – потребление от сети. Как видно по
графикам, для сентября солнечная станция закрывает около 50% потребления дома.
На данном моменте система всем хороша, но есть обратная сторона медали – есть
минусы. Первый (и самый важный) – стоимость оборудования. Точнее, стоимость
сэкономленного электричества. С учетом того, что тариф на электроэнергию для
физических лиц в нашей стране где-то в 5 раз ниже, чем в Германии (где это
оборудование производится), то и экономическая составляющая таких проектов выглядит
печально. Срок окупаемости оборудования при текущих тарифах превышает срок его
эксплуатации. Второй момент – сложность использования системы на 100%. При графике
потребления среднестатистического дома большая часть энергии не используется, т.е.
инвертор находится днем в режиме ограничения мощности генерации с полностью
заряженным аккумуляторов. Это будет особенно часто заметно в летнее время. А график
выработки будет выглядеть приблизительно как на рисунке ниже.

*картинка chart*

Проблема полного потребления может быть решена двумя способами
(одновременно или отдельно). Первое, что можно реализовать наиболее просто, это
установить электрический ТЭН для нагрева воды. Существуют на рынке контроллеры,
разработанные специально для таких систем, которые позволяют управлять мощностью
ТЭНа исходя из поддержания нулевого баланса сетей. Для этого необходим сам
контроллер, ТЭН и ёмкость, в которой будет нагреваться вода для нужд дома (например,
предварительный подогрев с последующим догревом от котла). Второй вариант –
установка дополнительной аккумуляторной батареи. Как показывают расчеты и практика,
для частного дома необходим аккумулятор энергоёмкостью около 10 кВт ч. Такой буфер
позволит полностью закрывать потребление частного дома от солнечных панелей в
межотопительный сезон. К сожалению, производитель инвертора не предусмотрел
возможность подключения дополнительного аккумулятора, поэтому такое решение
возможно только с использованием дополнительного оборудования. Стоит признать, что
решение окажется явно не дешевым.
Подведем итог. Использование «умной» солнечной системы позволяет сократить
потребление электроэнергии и снизить пиковые нагрузки на сеть. Но стоимость таких
систем на данный момент не позволяет говорить об их экономической целесообразности
для конкретного человека с учетом текущих тарифов на электроэнергию. Такие системы
сейчас можно увидеть только у людей с любовью к новым технологиям, инновациям,
жаждой повышения качества жизни за счет внедрения новых разработок. Собственно,
именно к этой категории можно отнести и хозяина дома, где сделаны фотографии. Будем

верить, что развитие технологий сделает такое оборудование доступным для широкого
круга людей.