Промышленная СЭС с накопителем: сколько на самом деле даёт гибрид

Куда девается половина выработки

Возьмём конкретный пример: крыша производства, 500 кВт панелей, годовая выработка около 550 000 кВт·ч для центральной Украины. Кажется, что это просто минус 550 000 кВт·ч из счёта. На практике — нет.

В июле в 12:00 СЭС выдаёт 420 кВт, а цех потребляет 260. Разница 160 кВт уходит в сеть. Вечером в 19:00 СЭС даёт 40 кВт, цех потребляет 300 — покупаем 260 кВт из сети по полному тарифу. В выходные производство стоит, а солнце светит так же.

Разница между тем, за сколько вы отдаёте избыток, и тем, за сколько покупаете вечером, — это и есть экономический смысл накопителя при СЭС. Он не производит энергию; он переносит её на несколько часов вперёд, и каждая перенесённая киловатт-час стоит разницу между этими двумя ценами.

Сколько ёмкости нужно на киловатт панелей

Рабочее правило: 1 кВт·ч накопителя на каждые 1,5–2,5 кВт установленной СЭС. Для 500 кВт панелей это 200–330 кВт·ч. Но у правила есть условие, о котором обычно молчат: оно предполагает, что СЭС примерно соответствует собственному потреблению объекта. Если крыша больше потребности — а на одну смену это почти всегда так — та же пропорция поднимет самопотребление лишь на 10–15 процентных пунктов, потому что за сутки батарея физически принимает не больше своей полезной ёмкости. Проверьте на калькуляторе ниже: он считает именно так.

Именно поэтому ёмкость подбирают не под мощность СЭС, а под объём ежедневного избытка:

1. Взять выработку СЭС по часам за типовой солнечный день (даёт проектировщик СЭС или PVsyst).
2. Наложить реальный профиль потребления по часам с анализатора на ЩТП.
3. Просуммировать часы, где выработка больше потребления — это дневной избыток в кВт·ч.
4. Просуммировать вечернее и ночное потребление до следующего восхода — это то, куда избыток можно потратить.
5. Ёмкость = меньшее из двух чисел, умноженное на 1,15 (запас на рабочий диапазон SOC 10–90 %).

Типовая ошибка — брать ёмкость по максимальному летнему избытку. Летом избыток самый большой, но именно летом он и наименее ценен: тарифная разница меньше, а батарея будет простаивать зимой. Разумнее целиться в избыток межсезонья: система будет работать больше дней в году.

Мощность преобразователя при этом выбирают отдельно — под вечерний пик потребления, а не под ёмкость. Для приведённого примера это примерно 250–300 кВт при ёмкости 250 кВт·ч, то есть C-rate около 1С.

AC-схема или DC-схема

Практически: если СЭС уже работает — это почти всегда AC-схема, и спорить не о чем. Если СЭС и накопитель проектируются вместе и объект должен переходить в островной режим — стоит посчитать оба варианта, разница в КПД на длинной дистанции заметна.

Отдельно: островной режим требует grid-forming инвертора, который сам держит частоту и напряжение. Обычный сетевой инвертор СЭС при исчезновении сети просто выключается — это требование защиты от островного режима, а не неисправность.

Как меняется экономика

Таблица показывает то, чего не видно в рекламных материалах: самопотребление 85–95 % на такой крыше стоит батареи вчетверо большей, чем «правило большого пальца». Каждые следующие 10 процентных пунктов даются дороже предыдущих, потому что батарея всё чаще стоит недозаряженной. Поэтому оптимум почти никогда не там, где максимум самопотребления, — он там, где предельная стоимость киловатт-часа ёмкости сравнивается с предельной экономией.

Важный нюанс, который стоит сказать прямо: накопитель почти всегда окупается медленнее самой СЭС. Панели — самый дешёвый способ получить киловатт-час, батарея — способ сделать этот киловатт-час доступным тогда, когда он нужен. Вместе они дают более высокую суммарную экономию, но худший показатель окупаемости, чем СЭС отдельно. Если поставщик обещает, что батарея окупится быстрее панелей, — стоит переспросить, за счёт чего.

Второй контур выгоды, который в таблицу не вписать: после установки накопителя объект перестаёт останавливаться при отключениях. Для производства с непрерывным циклом это часто важнее всей экономии на тарифе — см. разбор сценариев отключений.

Чтобы посчитать ваш конкретный случай, нужны три вещи: годовая выработка СЭС (или её мощность), профиль потребления по часам и тариф с зонами. Всё это есть в опросном листе — заполнение занимает около десяти минут.