Як розрахувати ємність акумулятора для сонячної станції

Правильний розрахунок ємності акумуляторів – один із найважливіших етапів проектування гібридної або автономної сонячної станції. Недостатня ємність означає, що батареї розрядяться посеред ночі. Надлишкова – зайві витрати на обладнання, яке ніколи не використовуватиметься на повну.

У цій статті розберемо покрокову методику розрахунку: від визначення потреб у енергії до вибору конкретних моделей акумуляторів. Формули прості, а приклади – з реального життя українських домогосподарств.

Основні поняття: ємність, напруга, енергія

Перш ніж рахувати, розберемося з термінологією. Плутанина між ампер-годинами та кіловат-годинами – найпоширеніша помилка при виборі акумуляторів.

Ємність (Ач) vs Енергія (кВт·год)

Виробники вказують ємність акумуляторів у двох форматах: ампер-години (Ач) та кіловат-години (кВт·год). Це пов'язані, але різні величини.

Ампер-години (Ач) – кількість електричного заряду. Батарея 100 Ач може віддавати струм 100 А протягом 1 години, або 10 А протягом 10 годин.

Кіловат-години (кВт·год) – кількість енергії. Це більш практична величина, бо рахунки за електроенергію виставляють саме в кВт·год.

Формула перерахунку:

Енергія (кВт·год) = Ємність (Ач) × Напруга (В) / 1000

Приклад: акумулятор 100 Ач з напругою 51.2 В містить 100 × 51.2 / 1000 = 5.12 кВт·год енергії. Саме тому більшість сучасних LiFePO4 батарей позначаються як "5.12 кВт·год" – це стандартний модуль.

Номінальна vs корисна ємність

Важливий нюанс: не вся ємність батареї доступна для використання. Глибина розряду (DoD – Depth of Discharge) визначає, яку частину ємності можна реально використовувати без шкоди для ресурсу.

Для LiFePO4 акумуляторів DoD становить 80–95%. Це означає, що з батареї 5.12 кВт·год реально доступно 4.1–4.9 кВт·год.

Корисна ємність = Номінальна ємність × DoD

Якісні LiFePO4 батареї (DEYE, Dyness, GSL) мають DoD 90–95%, що робить їх оптимальним вибором для сонячних систем. Детальніше про типи батарей читайте у статті LiFePO4 акумулятори для СЕС.

Напруга системи: 48 В vs високовольтні

Акумуляторні системи для СЕС бувають двох типів за напругою.

Низьковольтні (48 В) – стандарт для побутових систем потужністю до 10–15 кВт. Батареї з'єднуються паралельно для збільшення ємності. Переваги: простота, безпека, широка сумісність з інверторами.

Високовольтні (100–500 В) – для потужних систем 15–50 кВт. Батарейні модулі з'єднуються послідовно, збільшуючи напругу. Переваги: менші струми, тонші кабелі, вища ефективність на великих потужностях.

Вибір напруги визначається інвертором. Низьковольтні гібридні інвертори (DEYE 5–16 кВт 48В) працюють з 48 В батареями. Високовольтні (DEYE 20–50 кВт HV) потребують високовольтних акумуляторних систем.

Крок 1: Визначення потреби в енергії

Перший і найважливіший крок – зрозуміти, скільки енергії вам реально потрібно від акумуляторів.

Список критичних споживачів

Почніть зі складання списку приладів, які мають працювати при відключенні мережі. Це не все обладнання в будинку, а лише критично важливе.

Типовий список для приватного будинку:

Холодильник – працює постійно, але циклічно
Освітлення – кілька годин увечері
Роутер/інтернет – постійно
Зарядка телефонів – періодично
Газовий/твердопаливний котел (циркуляційний насос, автоматика) – циклічно
Насос водопостачання – періодично

Для комфортного резерву додайте:

Телевізор – кілька годин
Ноутбук – кілька годин
Мікрохвильовка – короткочасно

Прилади з великим споживанням (електроплита, бойлер, кондиціонер, електроопалення) зазвичай виключають з резервного живлення через непропорційно великі вимоги до ємності батарей.

Розрахунок добового споживання

Для кожного приладу визначте потужність (Вт) та час роботи на добу (год). Перемножте та отримайте споживання в Вт·год.

**Приклад добового споживання електроенергії в домогосподарстві**
Прилад	Потужність	Час роботи	Споживання за добу
Холодильник	150 Вт (сер.)	24 год × 0.3*	1 080 Вт·год
Освітлення LED	100 Вт	5 год	500 Вт·год
Роутер	15 Вт	24 год	360 Вт·год
Телевізор	100 Вт	4 год	400 Вт·год
Насос котла	80 Вт	8 год	640 Вт·год
Насос води	500 Вт	0.5 год	250 Вт·год
Зарядні пристрої	50 Вт	3 год	150 Вт·год
Разом за добу			3 380 Вт·год (≈ 3.38 кВт·год)

* Для холодильника враховано коефіцієнт роботи компресора (приблизно 30% часу).

*Холодильник працює циклічно, коефіцієнт 0.3 враховує реальний час роботи компресора.

Отже, для типового будинку потрібно близько 3.5 кВт·год на добу для базового комфорту.

Облік піків споживання

Окрім загального споживання, враховуйте пікові навантаження. Пускові струми насосів, компресорів холодильників, електроінструменту можуть у 3–5 разів перевищувати номінальну потужність.

Це впливає не на ємність батарей, а на вибір інвертора. Інвертор має витримувати короткочасні піки. Наприклад, якщо насос 500 Вт має пусковий струм 1500 Вт, інвертор 3 кВт може не впоратися.

Для системи з нашого прикладу (сумарна потужність ~1000 Вт одночасно, пікова ~2000 Вт) достатньо інвертора 5 кВт, наприклад DEYE 5 кВт 48В 1Ф.

Крок 2: Визначення часу автономії

Наступне питання – на скільки годин або днів має вистачити акумуляторів без підзарядки.

Скільки годин без мережі потрібно

Час автономії залежить від ваших потреб та бюджету.

Базовий резерв (4–8 годин) – достатньо для переживання типового блекауту або однієї ночі. Мінімальні інвестиції, підходить для регіонів з рідкісними відключеннями.

Розширений резерв (12–24 години) – повна доба автономії. Покриває більшість аварійних ситуацій, дозволяє комфортно дочекатися відновлення мережі або наступного сонячного дня для підзарядки.

Повна автономія (2–3 доби) – для віддалених будинків, критично важливих об'єктів або регіонів з тривалими відключеннями. Потребує значних інвестицій.

Для більшості українських домогосподарств оптимальним є резерв на 12–24 години – це баланс між надійністю та вартістю.

Фактор сезонності

При розрахунку враховуйте найгірший сценарій – зимовий період.

Взимку:

Менше сонячних годин для підзарядки
Вище споживання (освітлення, опалення)
Можливі тривалі похмурі періоди

Влітку:

Довгі сонячні дні
Менше споживання на освітлення
Швидша підзарядка

Рекомендуємо розраховувати ємність на зимові умови з 1–2 похмурими днями. Якщо система працює взимку – влітку точно вистачить.

Крок 3: Формула розрахунку ємності

Тепер об'єднаємо всі дані в одну формулу.

Базова формула

Ємність (кВт·год) = Добове споживання (кВт·год) × Дні автономії / DoD

Приклад: споживання 3.5 кВт·год на добу, потрібна автономія 1 день (24 години), DoD батареї 90%:

Ємність = 3.5 × 1 / 0.9 = 3.9 кВт·год

Мінімальна ємність – 4 кВт·год, тобто один модуль 5.12 кВт·год з невеликим запасом.

Врахування втрат

У реальній системі є додаткові втрати енергії.

Втрати в інверторі: 5–10% енергії втрачається при перетворенні DC/AC. Якість інвертора має значення – DEYE та Solis мають ефективність 95–97%.

Втрати в батареї: 3–5% енергії втрачається при циклі заряд/розряд. LiFePO4 мають найвищу ефективність серед акумуляторних технологій.

Втрати в кабелях: 1–3% залежно від довжини та перерізу.

Сумарний коефіцієнт втрат: 1.10–1.15 (тобто потрібно на 10–15% більше ємності).

Повна формула з коефіцієнтами

Ємність = Добове споживання × Дні автономії × 1.15 / DoD

Для нашого прикладу (3.5 кВт·год, 1 день, DoD 90%):

Ємність = 3.5 × 1 × 1.15 / 0.9 = 4.5 кВт·год

Рекомендована конфігурація: один модуль DEYE BOS-G 5.12 кВт або Dyness DL5.0C.

Якщо потрібна автономія на 2 дні:

Ємність = 3.5 × 2 × 1.15 / 0.9 = 9 кВт·год

Рекомендація: два модулі по 5.12 кВт·год або один GSL 10.24 кВт.

Крок 4: Вибір конфігурації батарей

Після розрахунку необхідної ємності потрібно підібрати конкретні моделі та кількість модулів.

Скільки модулів потрібно

Формула проста:

Кількість модулів = Розрахована ємність / Ємність одного модуля

Стандартний модуль LiFePO4 48В має ємність 5.12 кВт·год (100 Ач × 51.2 В). Для ємності 15 кВт·год потрібно: 15 / 5.12 = 2.9 → 3 модулі.

Округлюйте вгору – краще мати невеликий запас, ніж недостачу.

Паралельне з'єднання

Для збільшення ємності модулі 48 В з'єднуються паралельно. При цьому напруга залишається 48 В, а ємність сумується.

Важливі обмеження:

Кожен інвертор має максимальну кількість батарей, яку він підтримує
Батареї мають бути однакового типу та, бажано, віку
Потрібен достатній переріз кабелів для сумарного струму

Типові ліміти інверторів DEYE 48В:

5–8 кВт: до 4–6 паралельних модулів (20–30 кВт·год)
10–12 кВт: до 8 паралельних модулів (40 кВт·год)
16–20 кВт: до 16 паралельних модулів (80 кВт·год)

Таблиця готових конфігурацій

**Приклади конфігурацій акумуляторів та орієнтовної вартості**
Потрібна ємність	Конфігурація	Вартість*
5 кВт·год	1× DEYE BOS-G 5.12 кВт	~45 тис. грн
5 кВт·год	1× GSL 5.12 кВт	~40 тис. грн
5 кВт·год	1× Dyness DL5.0C	~42 тис. грн
10 кВт·год	2× DEYE BOS-G або 1× GSL 10.24 кВт	~80 - 90 тис. грн
15 кВт·год	3× DEYE SE-G5.1 Pro-B	~130 тис. грн
20 кВт·год	4× модулі 5.12 кВт	~170 тис. грн
30+ кВт·год	Стійка на 8 батарей	~250+ тис. грн
50+ кВт·год	Стійка на 12 батарей + BMS	~400+ тис. грн

* Вартість орієнтовна та залежить від комплектації, наявності, курсу валют і монтажних робіт.

*Ціни орієнтовні, актуальні ціни в каталозі акумуляторів.

Приклади розрахунку для різних сценаріїв

Розглянемо три типові ситуації з повним розрахунком.

Приклад 1: Квартира (базовий резерв)

Ситуація: Квартира 60 м², потрібен резерв на 8 годин для роботи холодильника, освітлення, роутера та зарядки гаджетів.

Споживачі:

Холодильник: 100 Вт × 8 год × 0.3 = 240 Вт·год
Освітлення: 50 Вт × 4 год = 200 Вт·год
Роутер: 15 Вт × 8 год = 120 Вт·год
Зарядки: 30 Вт × 2 год = 60 Вт·год
Разом: 620 Вт·год = 0.62 кВт·год

Розрахунок: Ємність = 0.62 × 1.15 / 0.9 = 0.8 кВт·год

Але! Для 8 годин (1/3 доби) множимо добове споживання на 1/3: Добове споживання ≈ 2 кВт·год, за 8 годин ≈ 0.7 кВт·год

Рекомендація: Мінімальний модуль GSL 4.8 кВт 48В або PROSOLAX T-BAT 5.3 кВт з великим запасом на майбутнє розширення.

Інвертор:DEYE 5 кВт 48В 1Ф або Solax 6 кВт 1Ф.

Приклад 2: Приватний будинок (повна ніч + день)

Ситуація: Будинок 120 м², газове опалення з електронасосом, потрібна автономія на 24 години.

Споживачі:

Холодильник: 150 Вт × 24 год × 0.3 = 1080 Вт·год
Освітлення: 150 Вт × 6 год = 900 Вт·год
Роутер + ТВ-приставка: 30 Вт × 24 год = 720 Вт·год
Телевізор: 100 Вт × 5 год = 500 Вт·год
Насос котла: 80 Вт × 10 год = 800 Вт·год
Насос свердловини: 800 Вт × 0.5 год = 400 Вт·год
Зарядки, дрібниці: 200 Вт·год
Разом: 4600 Вт·год = 4.6 кВт·год

Розрахунок: Ємність = 4.6 × 1 × 1.15 / 0.9 = 5.9 кВт·год

Рекомендація: Мінімум – один модуль 5.12 кВт·год, але з урахуванням зимового споживання та можливих похмурих днів краще взяти 10 кВт·год:

2× DEYE SE-G5.1 Pro-B або 1× GSL 10.24 кВт

Інвертор:DEYE 8 кВт 48В 1Ф або DEYE 10 кВт 48В 3Ф для трифазного вводу.

Приклад 3: Великий будинок з кондиціонером

Ситуація: Будинок 200 м², влітку працює кондиціонер, потрібна автономія на 24 години.

Споживачі (літній максимум):

Холодильник + морозильник: 250 Вт × 24 год × 0.35 = 2100 Вт·год
Кондиціонер інверторний: 1000 Вт × 12 год × 0.5 = 6000 Вт·год
Освітлення: 200 Вт × 5 год = 1000 Вт·год
Електроніка (роутер, ТВ, ПК): 200 Вт × 10 год = 2000 Вт·год
Насоси, автоматика: 1000 Вт·год
Інше: 500 Вт·год
Разом: 12 600 Вт·год = 12.6 кВт·год

Розрахунок: Ємність = 12.6 × 1 × 1.15 / 0.9 = 16.1 кВт·год

Для 2 днів автономії: 12.6 × 2 × 1.15 / 0.9 = 32.2 кВт·год

Рекомендація для 1 дня: 4× DEYE BOS-G 5.12 кВт ≈ 20 кВт·год

Рекомендація для 2 днів: Високовольтна система DEYE BOS-G PRO × 6–8 модулів + BMS

Інвертор:DEYE 16 кВт 48В 3Ф або Високовольтний DEYE 20 кВт 3Ф для високовольтної системи.

Сумісність акумуляторів та інверторів

Не всі батареї працюють з усіма інверторами. Перед покупкою обов'язково перевірте сумісність.

Вимоги до напруги

48 В батареї сумісні з низьковольтними гібридними інверторами:

Високовольтні батареї (200–500 В) сумісні з HV інверторами:

Підключення батареї з невідповідною напругою призведе до пошкодження обладнання!

Максимальна кількість батарей

Кожен інвертор має ліміт на кількість паралельних модулів. Це обмежено максимальним струмом заряду та протоколом комунікації BMS.

**Підтримка акумуляторних батарей інверторами DEYE**
Інвертор	Макс. кількість батарей	Макс. ємність
DEYE 5 кВт 48В	4	20 кВт·год
DEYE 8 кВт 48В	6	30 кВт·год
DEYE 10 - 12 кВт 48В	8	40 кВт·год
DEYE 16 кВт 48В	16	80 кВт·год
DEYE 20 кВт HV	8 - 16 (HV)	40 - 80 кВт·год

Детальну інформацію про сумісність шукайте в технічних характеристиках інверторів у каталозі гібридних інверторів.

Типові помилки при розрахунку

Знання поширених помилок допоможе їх уникнути.

Недооцінка споживання

Найчастіша помилка – забути про "невидимих" споживачів. Standby-режим телевізорів, приставок, зарядок у розетках, датчиків охорони – все це споживає 50–100 Вт постійно.

Порада: виміряйте реальне споживання за допомогою енергометра або smart-розетки протягом кількох днів.

Ігнорування DoD

Поширена помилка – вважати, що батарея 100 Ач дає 100 Ач енергії. Реально доступно 80–95%. При розрахунку "впритул" батареї не вистачить.

Неврахування зими

Розрахунок на "ідеальні" літні умови призведе до проблем взимку:

LiFePO4 батареї не заряджаються при температурі нижче 0°C (потрібен обігрів або розміщення в опалюваному приміщенні)
Споживання вище через коротший день
Менше сонця для підзарядки

Завжди розраховуйте на гірший сценарій.

Часті запитання

Скільки акумуляторів потрібно для будинку 100 м²?

Залежить від споживання та бажаного часу автономії. Для типового будинку з газовим опаленням: 5–10 кВт·год для базового резерву (1 ніч), 15–20 кВт·год для повної доби. Це 1–4 модулі по 5.12 кВт·год.

Чи можна додати батареї пізніше?

Так, більшість систем дозволяють розширення. Рекомендується додавати батареї того ж типу та бажано протягом 1–2 років, поки різниця в зносі невелика. Перевірте максимальну кількість модулів для вашого інвертора.

Як впливає температура на ємність?

При низьких температурах (нижче +10°C) ємність LiFePO4 знижується на 10–20%. При температурі нижче 0°C заряджання заборонене – це пошкодить комірки. Розміщуйте батареї в приміщенні з температурою +5...+35°C.

Скільки років прослужать акумулятори?

Якісні LiFePO4 батареї (DEYE, Dyness, GSL) розраховані на 6000+ циклів заряду/розряду. При щоденному циклюванні це 15–20 років. Гарантія виробників – 10 років.

Що краще: один великий акумулятор чи кілька малих?

Кілька модулів надійніші – при відмові одного система продовжує працювати. Також це гнучкість при розширенні. Але один великий модуль (GSL 10.24 кВт) займає менше місця та простіший у підключенні.

Як перевірити реальну ємність батареї?

Більшість інверторів показують статистику циклів та фактичну ємність через додаток моніторингу (SOLARMAN, Solis Cloud). Для точного тесту потрібно повністю зарядити батарею, розрядити до мінімуму (10–20%) та виміряти віддану енергію.

Висновок

Правильний розрахунок ємності акумуляторів – це баланс між потребами, надійністю та бюджетом. Базова формула проста:

Ємність = Добове споживання × Дні автономії × 1.15 / 0.9

Для типового приватного будинку оптимальна ємність – 10–15 кВт·год (2–3 модулі по 5.12 кВт·год). Це забезпечує комфортну автономію на 12–24 години для базових споживачів.

Рекомендуємо починати з мінімально необхідної ємності та розширювати за потреби – це дозволить розподілити інвестиції в часі та краще зрозуміти реальні потреби.

Весь асортимент акумуляторних батарей доступний у каталозі. Для підбору оптимальної конфігурації під ваші потреби зверніться до наших спеціалістів – ми допоможемо з розрахунком та підберемо сумісне обладнання.

Контакти для консультації:

Телефон: +38 097 121 04 01

Email: asolar.eu@gmail.com

Адреса: м. Івано-Франківськ, вул. Сахарова 34, каб. 302

23 Грудня, 2025

Коментарі⁰