Фотоволтаична автономност — панели и батерии
Опишете системата (ориентации, наклон, локация, електроуреди) и разберете колко панела и какъв капацитет батерии са ви нужни, за да сте независими от мрежата, особено през зимата. Промените ли панелите или батерията — автономността се преизчислява веднага, по месеци и сезони.
Защо зимата има значение
Системата се оразмерява според най-слабия месец (декември): ако покрива зимата, останалата част от годината е с излишък.
Производството зависи от ориентацията и наклона
Поле, ориентирано на юг, наклонено на ~30–40°, произвежда най-много. Изток/Запад губят ~10–15%, Северът много повече. Можете да имате няколко полета с различни ориентации (скатове на покрива).
Облъчването варира силно по месеци
През декември падат ~5 пъти по-малко слънчеви часове, отколкото през юли. Затова система, оразмерена за лятната консумация, оставя дома без енергия през зимата.
Батерията покрива нощта и облачните дни
Панелите произвеждат денем; батерията съхранява за нощта. За реална автономност са ви нужни 1–2 дни резерв, за да преминете през периодите без слънце. Дълбочината на разреждане (DoD) ~80% предпазва батерията.
Консумацията, преместена през деня, увеличава автономността
Големите електроуреди, които могат да бъдат програмирани (пералня, съдомиялна, бойлер, зареждане на автомобил), използвани по обяд, ползват директно производството на панелите и пестят батерията — увеличават автономността без допълнителни панели.
Локация
Или използвайте реални данни за локацията (слънчево греене + средна температура, Open-Meteo):
Полета от панели (ориентация · наклон · брой)
Електроуреди / консумация
Мощност (W) × часове/ден. Бутонът ☀ маркира уредите, които могат да се преместят през деня.
Батерия
Твоята система
Препоръчано за ~100% през зимата
Изчислено за ориентацията на първото поле, в най-слабия месец (декември). Увеличете броя на панелите или батерията и следете автономността по-долу.
Автономност по сезони
Автономност и производство по месеци
Оразмеряване на автономна система (off-grid): панели, батерии, контролер
Класическото изчисление на автономна система — това, което правиш на хартия, преди да поръчаш каквото и да било.
Графиките по-горе показват колко покриваш с това, което имаш. Изчислението тук отговаря на обратния въпрос: каква инсталирана мощност, колко акумулатор и какъв контролер ти трябват, за да минеш през най-слабия месец. Дневната потребност се взема направо от твоя списък с електроуреди, за да нямаш две различни числа за една и съща консумация.
Wp = E / (G × nsys) · Q = E × A / (V × T × ninv × ncable) · I_ctrl = 1.4 × Isc
Дневна потребност (от списъка с електроуреди)
6,93 kWh/ден
Средната дневна стойност за месеца на оразмеряване. Ако системата работи целогодишно, този месец е декември; в нашия район се работи с 1,5…2,5 часа.
От техническия лист на батерията, обичайно между 0,3 и 0,9. При оловно-киселинните колкото по-малко я разреждаш, толкова повече години издържа.
Колко облачни дни поред очакваш. У нас четири-пет дни е разумно предположение за зимата.
Част от капацитета на час. Курсът изисква да не надхвърляш 25…30 % на час — затова голям пик сам по себе си налага голяма батерия.
Желана автономност
Размерът се определя от енергията: дните без слънце изискват повече от пика на мощността. Ако ти излезе капацитет, който трудно се оправдава икономически, правилният въпрос не е коя батерия да купиш, а дали генератор или преместване на консумацията не решава същите дни по-евтино.
Контролерът се оразмерява на 140% от тока на късо съединение на цялата група, а не от тока при максимална мощност — точно за да са в безопасност шунтовите регулатори, които работят в късо съединение. Преоразмеряването е евтино в сравнение с щетата от изгорял контролер.
1.Умножаваш деветте фактора на загуби
формула:nsys = nPV→bat × nctrl × nbat × ndist × ninv × fa × fd × ft × fdio
с твоите числа:0.98 × 0.98 × 0.9 × 0.98 × 0.9 × 0.95 × 0.88 × 0,920 × 0.99
получава се: 58,0 %
Всяко звено от веригата взима своята част: кабел, контролер, батерия, разпределение, инвертор, стареене, замърсяване, температура, диоди.
2.Намираш необходимата пикова мощност
формула:Wp = E / (G × nsys)
с твоите числа:Wp = 6930 / (2 × 0,580)
получава се: 5969 Wp
3.Разделяш на мощността на един модул
формула:n = Wp / Pmax
с твоите числа:5969 / 410 = 14,56
получава се: 15 модула
Pmax е пиковата мощност на един модул, от техническия лист. Броят на модулите винаги се закръгля НАГОРЕ: един липсващ модул означава липсваща мощност точно в най-слабия месец.
4.Изчисляваш капацитета на батерийния блок
формула:Q = E × A / (V × T × ninv × ncable)
с твоите числа:Q = 6930 × 2 / (48 × 0.5 × 0.9 × 0.98)
получава се: 655 Ah @ 48 V
5.Сравняваш двата критерия за автономност
формула:C_E = E × A / T C_P = P_max / r_max
с твоите числа:6,93 × 4 / 0.5 = 55,4 kWh | 3 / 0.3 = 10,0 kWh
получава се: 55,4 kWh
Размерът се определя от енергията: дните без слънце изискват повече от пика на мощността. Ако ти излезе капацитет, който трудно се оправдава икономически, правилният въпрос не е коя батерия да купиш, а дали генератор или преместване на консумацията не решава същите дни по-евтино.
6.Оразмеряваш зарядния контролер
формула:I_ctrl = 1.4 × Isc × n_str
с твоите числа:1.4 × 11.15 × 2
получава се: 31,2 A
Тръгва се от Isc, а не от Impp, за да са в безопасност шунтовите регулатори — които работят точно на късо съединение.
Какво лесно се изпуска от поглед
- Месецът на оразмеряване е този с най-малка радиация от периода на работа — декември, ако системата работи целогодишно. Система, оразмерена по средногодишната стойност, стои на тъмно два месеца в годината.
- Общият КПД не е кръгло измислено число: той е произведение от девет коефициента. Със стойностите от курса излиза около 58%, тоест от 1 kWh, произведен от модулите, до консуматора стигат някакви 580 Wh.
- Нормалното дневно разреждане на батерията е между 2 и 20% от капацитета. Качествена оловно-киселинна батерия издържа до 4500 цикъла при 30% дълбочина на разреждане, тоест около 20 години.
- Във фотоволтаичните системи се избират батерии с капацитет, даден при C20 или C100, защото времената им на разреждане отговарят на работния режим; не сравнявай директно C10 с C100.
- Най-много два реда батерии се свързват успоредно към едно кабелно сечение, а връзките се правят кръстосано, за да се разреждат равномерно. Не смесвай нови батерии със стари, освен при подмяна на дефектна.
Формулите и коефициентите са от урок 3 на курса за специализация „Монтажник на слънчеви фотоволтаични системи”. КПД-то на модула при STC (0,12…0,14 за поликристален силиций) се използва тук само за оценка на площта на модулите, а не в поредицата от коефициенти на полезно действие — пиковата мощност вече го включва. Резултатите са ориентировъчни; частта със защитите, кабелите и напреженията остава по I7-2011 гл. 7.11.
☀ Как да максимизирате автономността
- Програмирайте големите уреди (☀) между 10:00–15:00 ч. през зимата, когато панелите произвеждат най-много — използвате директно производството, не батерията.
- Избягвайте едновременното включване на няколко големи консуматора през нощта; разпределете ги през деня.
- Ако зимната автономност е под 100%, увеличете първо броя на панелите (декември е границата), след това батерията за облачните дни.
- През зимата наклонете панелите по-стръмно (към 50–60°), за да уловите ниското слънце; през лятото по-малък наклон е по-добър.
Уреди, преместваеми през деня: Пералня, Кухня (фурна/плот)
Ориентировъчна оценка. Реалното облъчване зависи от точната локация, засенчване, времето и качеството на оборудването; за проект използвайте данни за облъчване по локация (напр. PVGIS) и се консултирайте с оторизиран инсталатор. Електрическото оразмеряване (инвертор, защити DC/AC, кабел) се прави отделно.
Къде стоят акумулаторите
Акумулаторните помещения: водород, вентилация, разстояния, огнеустойчивост — плюс какво казва и какво не казва наредбата за батерия в жилище.
Изчислението по-горе завършва с число: толкова kWh, толкова Ah при напрежението на системата. Въпросът, който идва веднага след това и обикновено се решава на око, някъде в килера, е къде слагаш блока. P 118/1-2025 има цял подраздел по темата, 2.4.19, и цялата му логика тръгва от едно нещо: газа.
Оловно-кисел блок, който се зарежда, отделя водород. Водородът се събира горе, в най-високата точка на помещението, където никой не гледа. Оттам следват всички останали изисквания — вентилацията, разстоянието до осветителните тела, настилката, която не искри при удар, вратите, които се отварят навън.
Прагът, който държи целия подраздел: 4 % водород във въздуха
Art. 2.4.19.7 alin. (2) казва ясно какво цели вентилацията: да поддържа концентрацията на водород под 4 % об., долната граница на взривяемост. Не „колкото се може по-ниско“, а под назован, проверим праг. Art. 2.4.19.5 alin. (1) дава и другия край на интервала: сместа е взривоопасна между 4 % и 75 % водород, обемни.
Пак alin. (1) на 2.4.19.7 поставя нещо, което много монтажници пропускат: независимо дали са запечатани или не, всички оловно-кисели батерии могат да отделят взривоопасни газове, най-вече по време на зареждане. Етикетът „херметична“ на корпуса не отменя вентилацията.
Четири категории, и от тях зависи всичко останало
Art. 2.4.19.1 класифицира акумулаторите точно по критерия, който има значение тук — колко газ излиза от електролизата: открити или затворени с вентил; запечатани с клапан, тоест киселинните VRLA, с електролит, фиксиран в гел или в сепараторите между плочите; затворени с клапан, с рекомбинационна система от минимум 95 %, алкални и киселинни; херметични, алкални.
Класифицирането не е формалност за папката. Изключенията от 2.4.19.2 и директният достъп без буферно помещение от 2.4.19.6 се дават според типа на елемента, а не според големината на блока. Който пише в обяснителната записка „VRLA“, а всъщност има затворени елементи с рекомбинация, сам си сменя проектния режим — с един замах на химикалката.
Правилото, от което се тръгва: отделно помещение
Art. 2.4.19.2 alin. (1) е едно-единствено изречение и не оставя място за пазарлък: акумулаторните батерии се монтират в помещения, предназначени за акумулатори. От там се тръгва. Всичко останало е изключение и трябва да бъде намерено написано, заедно с обхвата му.
От alin. (3) си струва да се запомни условието за обем, защото то най-често пада на място: свободният обем на помещението трябва да е поне 2,5 пъти часовия дебит въздух, който би бил необходим за вентилация, изчислен по SR EN IEC 62485-2. Ако излезе по-малък, няма пазарлък — минава се на организирана естествена или на механична вентилация.
Числата в помещението
Art. 2.4.19.3 е членът, който отваряш с ролетката в ръка, преди да поръчаш стелажите:
- Минимум 50 mm свободно пространство между редиците и спрямо стените, за движението на въздуха. Това не е монтажен допуск, а пътят на въздуха.
- Всяка монтирана редица има проход за достъп поне от едната страна. Свободна широчина: най-малко 1,5 пъти дълбочината на батерията, но не по-малко от един евакуационен поток (80 cm), когато проходите са само от едната страна, и минимум 1 m, препоръчително 1,20 m, когато са от двете страни.
- Осветителните тела стоят на поне 1 m от акумулаторите и се разполагат само над проходите между редиците.
- Относителната влажност в помещението не надхвърля 90 %, без да се образува конденз.
- Сярната киселина и калиевият хидроксид не стоят заедно: забранено е, временно или постоянно, да се монтират в общи помещения или на обща вентилация. Изключение правят батериите, съставени от херметични елементи.
- Акумулаторите се разполагат по правило на едно ниво, за предпочитане на партера, върху настилката или върху постаменти, с осигурена устойчивост за сеизмичния район, в който се намира сградата.
Колко място иска нормата за прохода за достъп
Дълбочината на блока решава — до един праг. Под него решава прагът. Въведи дълбочината на стелажа и кажи от колко страни имаш проход за достъп:
Проходите за достъп са
Дълбочината диктува: 1,5 × дълбочината надхвърля минималния праг, така че прагът вече не добавя нищо.
Получената широчина е свободна — мери се между препятствията, а не между осите. Тези 50 mm за движението на въздуха са изискване, изречено отделно в същата алинея, а не част от широчината на прохода за достъп.
Литиево-йонните: друг режим, и е писан за складиране
Art. 2.4.19.4 е единственото място в подраздела, където се появява литиево-йонната батерия, и всичките му алинеи говорят за пространства за складиране на батерии, а не за блок в експлоатация. Разликата има значение в деня, в който някой ти размаха члена на телефона, за да ти наложи 20 m² за батерия, окачена на стената:
- С автоматична спринклерна пожарогасителна инсталация по SR EN 12845: площта за складиране е ограничена до максимум 20 m², височината на складиране до 1,80 m, зоните са разделени с коридори с широчина най-малко 3,00 m, а състоянието на заряд на батерията се поддържа на не повече от 60 %.
- Със спринклери с бърза реакция (SR EN 12845 и SR EN 12259-13 или еквивалентен нормативен документ): пак 20 m², но височината на складиране се качва на три нива, максимум 4,50 m на стелажи или палетизирани, без други стоки отгоре, а зоните може да са с височина до 12 m. По-добрият спринклер ти купува височина, не площ.
- Без автоматични спринклерни инсталации: помещенията или постройките за складиране се ползват специално и само за тази цел, а контейнерите или корпусите, разположени навън, трябва да са негорими и разположени на поне 6 m от други съоръжения, сгради, конструкции и складове.
- Над всички варианти: детекция на дим и на въглероден оксид, системи за отвеждане на дима и, като препоръка, обемно гасене по съответната наредба.
Забележи какво липсва в члена: никакво изискване за вентилация заради водород. Има логика — класификацията от 2.4.19.1 е направена по отделянето на газове от електролизата, а литиевите клетки не влизат в нея. Техният риск е друг, термичното разбягване, и наредбата го третира с детекция, отвеждане на дима и разстояния, а не с дебит въздух.
Как изглежда помещението, от стените до вратата
Art. 2.4.19.5 alin. (1) е съществената и най-дълга разпоредба в подраздела. От нея се запомнят: стени и плочи минимум REI 180 клас A1, с отвори за комуникация през буферно помещение с вентилация под свръхналягане и врати EI₂ 90-C3 S200; настилка, която не искри при удар, равна, способна да носи тежестта на блока, а при течен електролит — непропусклива или със стелажи и плътен праг минимум 10 cm; забранено е разполагането под бани, перални, тоалетни или други влажни помещения; светла височина минимум 2,10 m и поне 75 cm над батерията, монтирана на постамент; прозорци, защитени с решетка или от армирано стъкло; врати, които се отварят навън, снабдени с дръжки или с брави тип „антипаник“. Дограмата и задвижванията ѝ попадат под Directiva 2014/34/UE — ATEX. Който прескочи този член, остава с разстоянията от alin. (4) и без помещението, в което да ги сложи.
Вентилацията не зависи от състоянието на батерията
Art. 2.4.19.5 alin. (1) го казва във форма, която си струва да цитираш както си е в обяснителната записка: акумулаторните помещения трябва да бъдат вентилирани, независимо дали батериите са в зареждане, в разреждане или в покой. Не „докато се зареждат“. Пълният текст е в блока по-горе.
Дебитът не се преценява на око. Art. 2.4.19.7 alin. (3) препраща към SR EN IEC 62485-2, а alin. (4) свързва мощността на зареждане с обема на помещението: свободният обем да е поне 2,5 пъти часовия дебит въздух, необходим за вентилацията. Под това — организирана естествена или механична вентилация. Alin. (2) говори и за корпуса на батерията, не само за помещението — един затворен шкаф има същия проблем, в по-малък мащаб.
Art. 2.4.19.6 решава и практическия въпрос „наистина ли трябва буферно помещение с вентилация под свръхналягане?“. Директен достъп се допуска в три случая: когато се прави отвън, с мерки срещу дъжд и сняг, през навес или чрез отдръпване на входа спрямо линията на стените; когато елементите са от затворен тип с рекомбинация, а достъпът е от проходно помещение или от коридор без технологични инсталации, където персоналът не работи постоянно; и когато батериите са херметични.
А вкъщи? Какво е ясно и какво не е решено
Подразделът се казва, в текста на наредбата, „Conformări, instalaţii şi echipamente specifice camerelor pentru bateriile de acumulatoare” — изисквания, специфични за акумулаторните помещения. Писан е за акумулаторни помещения. Модул LiFePO4 от 10 kWh, закачен на стената в коридора, не се превръща автоматично в акумулаторно помещение, защото има много kWh.
Какво е ясно от текста: правилото, от което се тръгва, е отделното помещение, а изключенията, които съществуват, са писани за производствени помещения и пространства. Какво не е решено: жилището не се появява нито в правилото, нито в изключенията; класификацията от 2.4.19.1 е направена по отделянето на газове от електролизата, а литият се появява чак в 2.4.19.4, и то за складиране.
На практика това значи, че отговорът за една къща не се вади от 2.4.19 по аналогия, а от инструкциите на производителя на батерията и от разговора с проверителя на проекта, преди да пробиеш стената. Каквото можеш да направиш така или иначе, без да тълкуваш нищо: вентилираш пространството, не монтираш батерията в спалня, нито под баня или пералня, слагаш я върху негорима основа, оставяш ѝ достъп отвсякъде и я маркираш видимо. Нищо от това не може да ти бъде вменено във вина.
Цитатите са възпроизведени дума по дума от P 118/1-2025, одобрен с Ordinul MDLPA nr. 267 din 28 februarie 2025 и публикуван в Monitorul Oficial al României, Partea I, nr. 204 și 204 bis din 10 martie 2025. Две бележки за точност, за да не изглеждат като грешки при преписване: в Art. 2.4.19.4 номерацията на алинеите минава направо от (3) към (5), точно както е в текста; а тези 1,80 m от Art. 2.4.19.3 alin. (5) са дадени като пример за решение, а не като наложен праг.
Упражнявай оразмеряването на автономна система
Три нива, върху формулите и факторите от урока за автономни системи.
Избери правилния вариант
Проектантски решения, без изчисления.
Месецът за оразмеряване
Вила, обитавана целогодишно, без присъединяване към мрежата.
Стъпка 1: Кой месец използваш като база за изчислението?
Къде отива енергията
Веригата от коефициенти на полезно действие от курса: кабел, контролер, батерия, разпределение, инвертор, стареене, замърсяване, температура, диоди.
Стъпка 1: От 1 kWh, произведен от модулите, колко стига до консуматора?
Какво определя батерията
Консумация 25 kWh/ден, с пик от 10 kW, когато тръгнат няколко консуматора наведнъж.
Стъпка 1: Какво определя капацитета на батерийния блок?
Изчисли стъпка по стъпка
Имаш подсказки, ако заседнеш.
Необходимата пикова мощност
Вила с 3 kWh/ден, през декември, с 2 часа пълно слънце на ден. Факторите от курса: 0,98 · 0,98 · 0,90 · 0,98 · 0,90 · 0,95 · 0,88 · 0,92 · 0,99.
Стъпка 1: Колко е общият коефициент на полезно действие на системата?
Капацитетът на батерийния блок
Същата консумация от 3 kWh/ден, два дни съхранение, система на 48 V, максимална дълбочина на разреждане 0,5, инвертор с 0,9 и кабели с 0,98.
Стъпка 1: Какъв капацитет в ампер-часове ти трябва?
Зарядният контролер
Две вериги, свързани паралелно, всяка с модули с Isc = 11,15 A.
Стъпка 1: Какъв минимален ток трябва да издържа контролерът?
Реши сам
Един-единствен краен отговор.
По-голяма автономна система
Консумация 5 kWh/ден, месец за оразмеряване с 1,8 часа пълно слънце, общ КПД 0,58. Каква пикова мощност ти трябва, в Wp?
Капацитетът, наложен от пика
Пик от 6 kW, с максимална скорост на разреждане 0,3 от капацитета на час. Какъв минимален капацитет изисква критерият за мощност, в kWh?
Блок на 24 V
Консумация 4 kWh/ден, три дни съхранение, система на 24 V, максимална дълбочина на разреждане 0,6, инвертор 0,9, кабели 0,98. Какъв капацитет ти трябва, в Ah?
Източници на данни
Откъде идват данните за радиацията
Ориентировъчният профил по региони е полезен като отправна точка, но за конкретна къща си струва да използваш реални данни. Две услуги се извикват директно от приложението; останалите отваряш ръчно.
Open-Meteo — метеорологичен архив
Източникът зад бутона „Търсене на реални данни” — глобална радиация и средни месечни температури за твоите координати, без ключ за достъп.
PVGIS — Европейска комисия (JRC)
Прогнозно производство за конкретен наклон и конкретна ориентация. Използва се в страницата за оразмеряване на фотоволтаичната система, където значение има конкретната равнина на покрива.
Global Solar Atlas — Световна банка
Карта на радиацията и потенциала, с изтегляеми отчети по локация. Добра за сравняване на две площадки, преди да влезеш в изчисленията.
NASA POWER
Дълги редове за радиация, температура и вятър за всяка точка на планетата, с отворен API.
Услугите са публични и безплатни за нетърговска употреба. Ако някоя не отговори, калкулаторът остава на ориентировъчния профил по региони.
Дискусия
Коментарите се модерират преди публикуване. Имейлът ти не се показва публично.
Искате първо да видите колко панела се събират физически на покрива?
Симулатор за разполагане на покрив