Подпишитесь на нас в Google Комплект из зарядной станции и солнечной панели кажется готовым решением на случай длительных отключений электроэнергии: станция хранит энергию, а панель помогает пополнять ее запас. Но зимой эффективность такой системы может существенно отличаться от ожиданий. В комментарии УНИАН энергетический эксперт Станислав Игнатьев рассказал, сколько энергии реально может дать солнечная панель в декабре и январе, хватит ли этого для питания техники и какой должна быть мощность панели, чтобы она не стала просто дорогой покупкой. В то же время инженер и руководитель компании CUSTOS Дмитрий Король объяснил, как рассчитать необходимую мощность зарядной станции и на что обращать внимание при выборе модели.
Станислав Игнатьев, энергетический эксперт, профессор Полтавского политехнического университета
Комплекты "зарядная станция + солнечная панель" сейчас активно продают как решение на период отключений электроэнергии. Насколько это оправдано в наших условиях, ведь зимой солнца мало, дни короткие, часто пасмурно? Сколько реально даст панель в декабре-январе по сравнению с рекламными обещаниями?
Такие комплекты действительно могут быть полезны во время длительных отключений, говорит Игнатьев. Но важно не путать реальные возможности солнечных панелей с рекламными обещаниями. Зимой в Украине они продолжают вырабатывать электроэнергию, но её объём может быть в несколько раз меньше, чем в солнечный летний день.
"Поэтому воспринимать комплект с небольшой панелью как полноценный автономный источник электроэнергии для квартиры я бы не советовал. Это, скорее, дополнительный канал подзарядки аккумулятора", - подчеркнул энергетический эксперт.
Солнечная панель на 100 Вт - что она реально даст на практике? Сколько телефонов можно зарядить или сколько часов смогут работать роутер и ноутбук? И какая панель имеет смысл, если нужно 8 часов работать дома на ноутбуке?
"Главная ошибка - воспринимать надпись "100 Вт" на панели так, будто она будет постоянно вырабатывать 100 Вт. Это не так. 100 Вт - это её номинальная пиковая мощность в стандартных условиях. В реальной жизни выработка зависит от интенсивности солнечного излучения, облачности, ориентации панели, угла ее наклона, температуры, затенения, снега, а также потерь в контроллере и аккумуляторе. В украинских условиях разница между летом и зимой очень значительна. В декабре и январе у нас короткий световой день, низкое положение Солнца над горизонтом и значительное количество пасмурных дней. Поэтому для приблизительной практической оценки я бы исходил из того, что 1 кВт правильно установленных солнечных панелей зимой в Украине может в среднем давать около 0,8-1,8 кВт·ч электроэнергии в сутки в зависимости от региона, месяца, погоды, ориентации и угла установки. Это средний ориентир", - пояснил Игнатьев.
При небольшой облачности это уже могут быть десятки ватт. При плотной зимней облачности выработка иногда падает буквально до единицы или десятка ватт, добавил он.
"Для понимания масштаба: 100 Вт·ч - это 0,1 кВт·ч. Этого достаточно, чтобы зарядить несколько смартфонов, powerbank’ов, поддерживать работу роутера в течение определенного времени или частично компенсировать потребление ноутбука. Но называть 100-ваттную панель серьезным источником автономного электроснабжения квартиры зимой было бы преувеличением. Особенно нужно быть осторожными с рекламной арифметикой вроде: 100 Вт × 5 часов = 500 Вт·ч. Для декабря в Украине это очень оптимистичный сценарий. Он предполагает, что панель в течение пяти часов фактически будет работать близко к номинальной мощности. В пасмурный зимний день такого не будет", - пояснил эксперт.
Если нужно 8 часов работать на ноутбуке, можно сделать простой расчёт.
"Современный ноутбук при обычной офисной работе может потреблять примерно 40-60 Вт. Возьмем среднее значение 50 Вт. 50 Вт × 8 часов = 400 Вт·ч, или 0,4 кВт·ч. Но необходимо учесть потери при зарядке аккумулятора, преобразовании электроэнергии, работе инвертора и блока питания. Поэтому для гарантированных восьми часов работы я бы закладывал не 400, а примерно 450-550 Вт·ч полезного запаса энергии", - пояснил Игнатьев.
При этом, по словам эксперта, зарядная станция на 500 Вт·ч - это минимальный вариант. Практичнее выбирать модель на 700-1000 Вт·ч, особенно если одновременно нужно питать Wi-Fi-роутер, освещение и заряжать телефон.
"Но здесь возникает проблема со 100-ваттной солнечной панелью. Если зимой она за день выработала, например, 100-150 Вт·ч, этого может быть недостаточно, чтобы восполнить запас энергии, израсходованный за восемь часов работы ноутбука. Для такой задачи я бы уже рассматривал как минимум 400-600 Вт солнечных панелей, а если мы хотим иметь более серьёзный зимний резерв - 600-800 Вт и более, при условии, что сама зарядная станция позволяет принимать такую мощность от PV-входа", - пояснил Игнатьев.
Есть ли смысл именно в панели зимой, или выгоднее просто заряжать станцию от розетки, когда есть свет? Возможно, панель - это переплата за то, что зимой она почти не работает? Кому она действительно нужна, а кому - нет?
"Есть, но далеко не для каждого. Если электроэнергия восстанавливается хотя бы на несколько часов в сутки и зарядная станция поддерживает быструю зарядку от сети, то с экономической и практической точки зрения приоритетом должна быть зарядка станции от розетки. Условно говоря, если электричество появилось на два часа и станция за это время может зарядиться до 80-100%, то пытаться получить такое же количество энергии от небольшой 100-ваттной панели в течение пасмурного декабрьского дня особого смысла не имеет", - отметил эксперт.
"Я бы рекомендовал её в первую очередь людям, которые живут в частном доме и имеют возможность правильно установить панели - без затенения, с правильной ориентацией и зимним углом наклона. Также это имеет смысл для дачи, загородного дома, мобильного рабочего места, волонтерских или полевых нужд, то есть везде, где доступ к электросети нестабилен или его может не быть в течение длительного времени. Другая ситуация - квартира в многоэтажке. Панель, которую человек установил внутри за стеклом окна или на небольшом балконе, частично затененном соседним домом, может давать весьма скромный результат. Стекло, неправильный угол, ориентация балкона и затенение ещё больше снижают зимнюю выработку", - подытожил Игнатьев.
Дмитрий Король, инженер
Зарядных станций сейчас множество, цены различаются в разы. Как не выбросить деньги на ветер - на что на самом деле стоит обратить внимание? Емкость, мощность, тип батареи, количество циклов заряда? На чем продавцы "экономят", а покупатели потом сожалеют?
Эксперт пояснил, что зарядные станции можно условно разделить на несколько категорий в зависимости от потребностей. Если речь идет только о базовых вещах - работе ноутбука, зарядке телефона и минимальном освещении, - достаточно самой простой станции мощностью около 1 кВт и ёмкостью около 1 кВт·ч. Обычно такие модели стоят около 25 тысяч гривен в зависимости от производителя.
Если же станция должна обеспечивать больший комфорт во время отключений - например, питать холодильник, котел и другие необходимые приборы, - стоит обратить внимание на модели мощностью 1,5-2 кВт. Если от зарядной станции питать холодильник и котел, то модели мощностью до 2 кВт во многих случаях хватит примерно на сутки.
Если же необходимо сохранить более высокий уровень комфорта во время отключения электроэнергии - обеспечить освещение и одновременно пользоваться более мощными электроприборами, - стоит рассматривать станции мощностью свыше 2 кВт.
При выборе зарядной станции важно различать два показателя - емкость аккумулятора и мощность. Емкость измеряется в Вт·ч и показывает, сколько энергии может накопить станция и на какое время её хватит в зависимости от потребления. Мощность измеряется в ваттах и определяет, какие приборы можно одновременно подключать к станции.
Также сейчас на рынке представлены различные варианты, в частности литий-ионные и литий-железо-фосфатные (LiFePO₄) батареи. По словам эксперта, литий-ионные аккумуляторы легче. Например, зарядная станция емкостью 3,5 кВт·ч может весить около 30 кг. Для сравнения: аналогичная станция EcoFlow с литий-железо-фосфатным аккумулятором весит около 60 кг.
"Они предназначены для разных задач. То есть литий-ионные батареи (Li-NMC) используются для портативных зарядных станций - когда вам нужно постоянно их переносить, быть в движении. Литий-железо-фосфатные (LiFePO₄) обычно используются для стационарных систем", - пояснил Король.
Если речь идет об аккумуляторах от известных производителей, таких как Jackery, EcoFlow и других, то обычно они оснащены надежными системами защиты. В самодельных или кустарно собранных зарядных станциях стоит проверять, какая BMS-плата установлена и обеспечивает ли она надлежащую защиту аккумулятора. Ведь литиевые аккумуляторы при некачественной сборке могут представлять пожарную опасность.
"В Украине много качественных производителей, но встречаются и те, кто экономит на важных компонентах. Например, мой проект в основном ориентирован на военную сферу. И в последнее время мы сталкиваемся с тем, что очень часто военные закупают те же самые EcoFlow, условно говоря, на Prom, и им приезжают подделки. То есть там нет защиты. И мой совет как производителя - не ищите дешевую станцию. Если везде ваша модель условно стоит 60 тысяч грн, а вы нашли за 40, то это, скорее всего, подделка. Такого демпинга у нас на рынке нет. Очень внимательно проверяйте, кому вы платите деньги и официально ли вы платите", - отметил инженер.
"Еще один способ экономии производителей - использование бывших в употреблении аккумуляторов. С аккумуляторными батареями очень сложно работать, потому что невозможно предсказать, как тот или иной аккумуляторный элемент может себя вести. Там в большинстве случаев 54 элемента. И каждый из них - как пальчиковая батарейка. Если часть из них бывшая в употреблении, это может стать проблемой", - пояснил Король.
Худший сценарий - возгорание. Литиевые батареи могут гореть очень интенсивно, поэтому важно, чтобы конструкция станции предусматривала дополнительную защиту - например, металлический корпус. Впрочем, некоторые производители вместо этого используют пластиковые корпуса.
Какая зарядная станция нужна, чтобы ноутбук проработал 8 часов во время отключения электричества - как самостоятельно рассчитать емкость? На что умножать, чтобы понять, сколько ватт-часов потребуется для ваших устройств?
Чтобы примерно рассчитать, сколько энергии требуется для работы ноутбука, стоит посмотреть на характеристики его зарядного устройства. Большинство обычных офисных ноутбуков потребляют около 60-70 Вт.
Например, если ноутбук потребляет 60 Вт и должен работать 8 часов, потребуется около 480 Вт·ч энергии. Однако при расчёте следует учитывать и потери энергии, поэтому на практике запас должен быть больше.
"То есть я всегда каждому, кто приходит ко мне за советом, рекомендую добавлять минимум 20 % на потери, то есть на преобразование различных типов тока. Самая простая станция, которую я бы порекомендовал для питания ноутбука в течение 8 часов, - это станция емкостью 600 Вт·ч", - отметил эксперт.
"Очень хороший пример. На этом блоке есть надпись Output - после модели, в верхних строках. Там указаны значения 20 В и 2,25 А. Чтобы определить, сколько он потребляет, нужно взять 20 В и умножить на 2,25. Это будет 45 Вт. Затем 45 Вт умножаете на 8 часов работы. Это будет 360 Вт·ч - такую емкость должна иметь станция, чтобы работать с этим ноутбуком", - пояснил Король.
Если зарядная станция нужна для питания холодильника и котла, расчет также можно сделать довольно просто. Обычный холодильник и газовый котел в среднем вместе потребляют около 150 Вт.
То есть за сутки эти приборы израсходуют примерно 3,6 кВт·ч, если будут работать непрерывно. В то же время на практике холодильник и котел не потребляют максимальную мощность постоянно, поэтому фактическое время работы от зарядной станции может быть больше.
Станислав Игнатьев — украинский ученый и эксперт в области энергоэффективности. Он является доктором технических наук, профессором и главой Совета Украинской ассоциации возобновляемой энергетики.
Широкой общественности известен как эксперт аналитического центра «Украинский институт будущего», где специализируется на вопросах энергетической безопасности и стратегиях развития отрасли.
Получил образование в Харькове (ХНУ им. Каразина, Юридическая академия), а также учился за рубежом, в частности получил степень PhD в Дрезденском техническом университете (Германия). Игнатьев был основателем Харьковского энергетического кластера и возглавлял компанию Solar Generation, занимающуюся строительством солнечных электростанций.
Дмитрий Король - руководитель компании CUSTOS, инженер-механик по образованию. Компания специализируется на разработке, производстве и ремонте зарядных станций, в том числе для военных. Основанная в апреле 2022 года, компания уже изготовила более 4,5 тысячи устройств.
Дмитрий участвует в разработке новых моделей и консультирует команду в сложных технических случаях.