Сколько солнечных панелей нужно, чтобы зарядить станцию за день

Летом станцию на 2 кВт·ч заряжают 600 Вт панелей, зимой на это уйдёт 4 дня. Формула расчёта, выработка по месяцам и правило трети.

Короткий ответ для средней полосы летом: чтобы за световой день полностью зарядить станцию на 2 кВт·ч, нужно около 600 Вт панелей. Зимой то же самое займёт четыре-пять дней. Разберём, откуда берутся эти цифры и как посчитать под вашу станцию.

Формула из трёх величин

Формула расчёта суточной выработки солнечной панели

Выработка панели за день считается так: мощность панели в киловаттах умножаем на количество пиковых солнечных часов и на коэффициент 0,7.

Дальше делим ёмкость станции на полученное число — это и есть количество панелей. Всё остальное в статье объясняет, откуда берутся два последних множителя.

Что такое пиковые солнечные часы

Это не длина светового дня. Утром и вечером солнце светит под острым углом и даёт мало энергии, в полдень — максимум. Пиковые солнечные часы приводят всю эту кривую к одному числу: сколько часов солнце светило бы в полную силу, если бы отдавало ровно 1000 Вт на квадратный метр.

Для средней полосы России это примерно 5 часов в июне и меньше часа в декабре. Среднегодовое значение — около 3 часов.

Практический вывод: летний день в четыре раза длиннее зимнего по световым часам, но по выработке разница почти десятикратная.

Почему панель на 200 Вт не даёт 200 Вт

Паспортная мощность измеряется в лабораторных условиях: определённая яркость, спектр и температура ячейки 25 градусов. В жизни таких условий не бывает почти никогда.

Что съедает мощность:

• Нагрев. На солнце панель разогревается до 50–60 градусов, и её отдача падает. Парадокс, но в жаркий день выработка ниже, чем в прохладный солнечный.
• Угол. Панель, лежащая плашмя, теряет заметную долю. Для средней полосы оптимальный наклон — 45–55 градусов к горизонту, ориентация на юг.
• Пыль и грязь. Незаметный налёт легко забирает 5–10%.
• Кабель и контроллер. Ещё несколько процентов.

Поэтому в формуле стоит 0,7. Для жёстких панелей на стационарном креплении можно брать 0,75, для складных портативных, которые просто ставят на землю, честнее 0,6.

Проверочное правило: если панель заявлена на 200 Вт, рассчитывайте на 120–150 Вт реальной отдачи в хороший солнечный день.

Сколько получается по месяцам

Выработка солнечной панели 400 Вт по месяцам в средней полосе России

Цифры для средней полосы при правильной ориентации панели на солнце. Южнее результат выше на 20–30%, севернее ниже.

Сколько нужно под вашу станцию

Считаем, за сколько дней панель полностью зарядит станцию с нуля в июне.

Отсюда простое правило, которым удобно пользоваться без расчётов: мощность панелей в ваттах должна составлять примерно треть от ёмкости станции в ватт-часах. Станция 1500 Вт·ч — панели на 400–500 Вт. Станция 3000 Вт·ч — панели на 1000 Вт.

При таком соотношении станция заряжается за световой день летом, а в межсезонье остаётся полезной, пусть и медленнее.

Важное ограничение: сколько панелей примет станция

Количество панелей ограничено не только вашим желанием. У каждой станции есть предел по солнечному входу: максимальная мощность в ваттах и, что важнее, максимальное напряжение в вольтах.

Панели соединяют последовательно (напряжения складываются) или параллельно (складываются токи). Если соединить последовательно слишком много панелей и превысить допустимое напряжение входа, контроллер выйдет из строя. Это не гарантийный случай.

Что нужно проверить перед покупкой второй панели:

• Максимальную мощность солнечного входа станции в ваттах.
• Диапазон рабочего напряжения, например 12–60 В.
• Напряжение холостого хода панели, оно указано в характеристиках как Voc. Именно оно складывается при последовательном соединении, и оно выше рабочего.

Считайте по напряжению холостого хода в мороз: на холоде оно ещё немного вырастает.

Зима: неудобная правда

В ноябре, декабре и январе солнечная панель в средней полосе почти бесполезна как основной источник. Комплект на 600 Вт даст около 0,3 кВт·ч в день — этого не хватит даже на роутер и освещение.

Это не значит, что панель бесполезна. Она отлично работает с марта по октябрь, а зимой остаётся страховкой на случай, когда сети нет совсем и другого источника не существует. Просто не стройте на ней зимние расчёты.

Если нужна автономность именно зимой, честнее закладывать генератор или большую ёмкость с зарядкой от сети.

Что ещё влияет на результат

• Тень. Даже частичное затенение одной ячейки роняет выработку всей панели непропорционально сильно. Ветка, столб, край крыши.
• Облачность. В пасмурный день панель выдаёт 10–25% от номинала. Работает, но заряжает в разы дольше.
• Снег. Даже тонкий слой останавливает выработку полностью.
• Поворот за солнцем. Если переставлять портативную панель два-три раза за день, выработка вырастает на 20–30%. Для походных сценариев это самый дешёвый способ прибавки.

Что подойдёт из нашего ассортимента

Складные панели для зарядки станций в поездках и на даче — в разделе портативные солнечные панели. Для постоянной установки на доме или участке смотрите стационарные панели.

Проще всего не подбирать связку самостоятельно, а взять готовый комплект станция плюс панель: там разъёмы и напряжения уже согласованы между собой.

Если вы ещё выбираете саму станцию, посмотрите наши разборы автономности холодильника и резервного питания для котла — они помогут понять нужную ёмкость.

Частые вопросы

Сколько панелей нужно, чтобы зарядить станцию на 2 кВт·ч за день?

Летом в средней полосе нужно около 600 Вт панелей: три складных по 200 Вт либо полторы панели по 400 Вт. Осенью и весной срок растянется на два-три дня, зимой полная зарядка от солнца практически недостижима.

Почему панель 200 Вт выдаёт только 130 Вт?

Паспортная мощность измеряется в лабораторных условиях при температуре ячейки 25 градусов. На солнце панель нагревается до 50–60 градусов и теряет в отдаче, плюс потери на угол, пыль и кабель. Реальный результат обычно составляет 60–75% от паспортного.

Какая мощность панелей нужна для станции — есть простое правило?

Да: мощность панелей в ваттах примерно равна трети ёмкости станции в ватт-часах. Для станции 1500 Вт·ч это 400–500 Вт панелей, для станции 3000 Вт·ч — около 1000 Вт. При таком соотношении станция заряжается за световой день летом.

Можно ли подключить к станции больше панелей, чем указано в характеристиках?

По мощности небольшое превышение обычно безопасно, контроллер просто ограничит ток. По напряжению превышать нельзя категорически: последовательное соединение складывает напряжения, и выход за верхнюю границу выводит контроллер из строя. Проверяйте напряжение холостого хода панели.

Работают ли солнечные панели зимой?

Работают, но выработка падает примерно в десять раз относительно июня. Комплект на 600 Вт в декабре даёт около 0,3 кВт·ч в день. Зимой панель имеет смысл рассматривать как страховку, а не как основной источник зарядки.

Сколько панель заряжает в пасмурную погоду?

Примерно 10–25% от номинала. Панель продолжает работать, но время полной зарядки увеличивается в четыре-десять раз. Прямое солнце для расчётов всегда предпочтительнее рассеянного света.

Нужно ли поворачивать панель за солнцем?

Для портативных панелей это самый простой способ прибавить выработку. Если переставлять панель два-три раза за день, результат вырастает на 20–30% без всяких затрат. Стационарные панели обычно ставят стационарно под углом 45–55 градусов на юг.

Если нужна помощь с подбором

Назовите модель станции и где планируете её заряжать — подскажем нужную мощность панелей и проверим совместимость по напряжению и разъёмам. Смотреть варианты можно в разделе солнечные панели.