Сучасне будівництво приватного будинку вже не обмежується стінами, дахом та комунікаціями. Замовники дедалі частіше запитують про резервне електропостачання – і це логічно в умовах нестабільної роботи енергомережі. Гібридний інвертор стає тим елементом інженерної системи, який дозволяє об'єднати мережеве живлення, сонячні панелі та акумулятори в єдину систему. У цій статті розглянемо, що потрібно врахувати при проектуванні та монтажі.
Гібридний інвертор – це пристрій, який виконує одразу кілька функцій. Він перетворює постійний струм від сонячних панелей у змінний для побутових приладів, керує зарядом та розрядом акумуляторних батарей, а також забезпечує автоматичне перемикання між джерелами енергії.
На практиці це означає таке: коли є електрика в мережі – будинок працює від неї, паралельно заряджаючи акумулятори. Коли світло зникає – інвертор за частки секунди перемикається на батареї. Якщо встановлені сонячні панелі – їхня енергія використовується в першу чергу, зменшуючи споживання з мережі.
Перед тим як закладати гібридний інвертор у проект, потрібно визначитися з місцем встановлення. Основні вимоги:
Температурний режим – більшість інверторів розраховані на роботу при температурі від -10°C до +45°C. Ідеальне місце – технічне приміщення, гараж або підвал з природною вентиляцією. Встановлення в неопалюваному приміщенні можливе, але знижує ефективність роботи взимку.
Вентиляція – інвертор виділяє тепло під час роботи. Для побутових моделей потужністю 5–10 кВт достатньо природної вентиляції з припливом повітря. Для потужніших систем від 15 кВт варто передбачити примусову вентиляцію.
Площа та доступ – сам інвертор займає небагато місця (орієнтовно 50×60 см на стіні), але потрібно залишити простір для обслуговування та встановлення акумуляторів поруч. Оптимально закладати зону 2×2 метри для повноцінної системи з батареями.
Несуча здатність стіни – вага інвертора складає 30–60 кг залежно від моделі. Гіпсокартонні перегородки не підходять – потрібна цегляна або бетонна стіна, або спеціальна монтажна рама.
Інтеграція гібридного інвертора потребує змін у стандартній електросхемі будинку.
Введення та облік – інвертор встановлюється після лічильника, але до розподільного щита. Це дозволяє коректно враховувати спожиту та віддану в мережу електроенергію (якщо планується зелений тариф).
Розподіл навантажень – рекомендується розділити споживачів на критичні та некритичні. Критичні (освітлення, холодильник, котел, охоронна система) підключаються через інвертор і працюватимуть при відключенні мережі. Некритичні (бойлер, електроплита, кондиціонери) можна залишити на прямому підключенні до мережі.
Переріз кабелів – для підключення інвертора до щита використовується кабель перерізом від 6 до 16 мм² залежно від потужності. Це потрібно враховувати при прокладанні траси від технічного приміщення до щитової.
Заземлення – обов'язкова наявність контуру заземлення. Якщо в проекті вже передбачена система TN-C-S або TT – інвертор підключається до існуючого контуру. Опір заземлення має бути не більше 4 Ом.
Правильний підбір потужності інвертора залежить від двох факторів: пікове навантаження та добове споживання.
Пікове навантаження – сума потужностей приладів, які можуть працювати одночасно. Для типового будинку площею 150–200 м² це зазвичай 8–12 кВт. Сюди входять: освітлення (0,5–1 кВт), холодильник (0,2 кВт), насос опалення (0,1–0,3 кВт), телевізор та електроніка (0,3 кВт), можливе одночасне ввімкнення чайника або мікрохвильовки (1,5–2 кВт).
Добове споживання – визначає необхідну ємність акумуляторів. Середній будинок споживає 15–25 кВт·год на добу. Для автономної роботи протягом 8–10 годин відключення потрібно мінімум 10–15 кВт·год ємності батарей.
На українському ринку представлений широкий вибір гібридних інверторів потужністю від 5 до 50 кВт – від побутових однофазних до потужних трифазних для великих котеджів.
Гібридний інвертор має коректно взаємодіяти з іншими інженерними системами.
Опалення – якщо в будинку електричний котел, потрібно вирішити: чи буде він працювати від інвертора при відключенні мережі. Електрокотли споживають 6–24 кВт, що потребує відповідної потужності інвертора та значної ємності батарей. Альтернатива – газовий або твердопаливний котел з електричним насосом (споживання лише 50–150 Вт).
Кондиціонування – інверторні кондиціонери добре працюють з гібридними інверторами. Але пусковий струм компресора може вдвічі перевищувати номінальний – це потрібно враховувати при розрахунку пікового навантаження.
Розумний будинок – сучасні інвертори мають Wi-Fi модуль та інтеграцію з системами моніторингу. Можна налаштувати автоматичні сценарії: наприклад, при зниженні заряду батарей до 30% вимикати некритичні навантаження.
Навіть якщо сонячні панелі не встановлюються одразу, варто підготувати інфраструктуру на етапі будівництва.
Кабельна траса – від даху до технічного приміщення потрібно прокласти гофру або кабель-канал для майбутніх сонячних кабелів. Переріз кабелю для панелей – 4–6 мм², кількість жил залежить від схеми підключення (зазвичай 2–4 кабелі).
Посилення крівлі – якщо планується встановлення панелей на дах, конструкція має витримувати додаткове навантаження 15–20 кг/м². Для 30 панелей (типова станція 10 кВт) це близько 600 кг розподіленого навантаження.
Орієнтація даху – оптимальний напрямок – південь, допустимий – південний схід або південний захід. Кут нахилу для України – 30–35 градусів. Якщо дах плоский – панелі встановлюються на спеціальних конструкціях.
Акумулятори – невід'ємна частина системи з гібридним інвертором.
Тип батарей – для побутового використання оптимальні літій-залізо-фосфатні (LiFePO4) акумулятори. Вони безпечні, мають ресурс 6000+ циклів та не потребують обслуговування. Свинцево-кислотні батареї дешевші, але важчі, мають менший ресурс і потребують вентиляції через виділення газів при заряді.
Розміщення – LiFePO4 батареї можна встановлювати в житлових приміщеннях (технічна кімната, гардеробна). Свинцево-кислотні – тільки в окремих вентильованих приміщеннях.
Масогабарити – одна батарея ємністю 5 кВт·год важить близько 50 кг. Для системи на 15–20 кВт·год потрібно 3–4 батареї, загальна вага – 150–200 кг. Підлога має витримувати таке навантаження.
Варіанти акумуляторних батарей для сонячних електростанцій включають як окремі модулі, так і готові системи зберігання енергії різної ємності.
Встановлення гібридної системи виконується в такій послідовності:
Перший етап – монтаж інвертора на стіну та підключення до заземлення.
Другий етап – прокладання кабелів від інвертора до розподільного щита та встановлення додаткових автоматів.
Третій етап – встановлення акумуляторних батарей та підключення їх до інвертора спеціальними силовими кабелями.
Четвертий етап – налаштування інвертора: режими роботи, пріоритети джерел енергії, параметри заряду батарей.
П'ятий етап – тестування системи: перевірка перемикання на батареї, контроль параметрів заряду, тест під навантаженням.
Монтаж виконується сертифікованими спеціалістами. Самостійне підключення не рекомендується – помилки можуть призвести до пошкодження обладнання або небезпечних ситуацій.
Бюджет на гібридну систему складається з кількох частин.
Інвертор – від 35 000 до 150 000 грн залежно від потужності та бренду.
Акумулятори – від 25 000 грн за модуль 5 кВт·год. Для базової системи потрібно 2–4 модулі.
Монтаж та матеріали – 10–20% від вартості обладнання.
Загальний бюджет для системи, здатної забезпечити будинок електрикою на 8–10 годин відключення, складає 150 000–300 000 грн.
Окупність залежить від частоти та тривалості відключень, а також від наявності сонячних панелей. У поточних умовах власники таких систем оцінюють не лише фінансову окупність, а й комфорт та безпеку – працюючі опалення, охорона, зв'язок незалежно від стану енергомережі.
Інтеграція гібридного інвертора в проект приватного будинку – це інвестиція в енергонезалежність. На етапі проектування важливо передбачити технічне приміщення з відповідними умовами, правильно розрахувати електричну схему та підготувати інфраструктуру для можливого розширення системи сонячними панелями.
При виборі обладнання зверніть увагу на перевірених постачальників інверторів та акумуляторів, які пропонують гарантійну підтримку та технічні консультації. Правильно спроектована система прослужить 15–20 років, забезпечуючи стабільне електропостачання за будь-яких обставин.
