Ще до початку повномасштабки я розмірковував про можливості автономного живлення заміського будинку, адже вже тоді на Київщині були негаразди з електропостачанням з мережі. Можливо, ця тема так би й залишалася абстрактними планами на світле майбутнє на периферії реальної уваги. З одного боку, це було коштовне вирішення не настільки катастрофічної побутової проблеми. З іншого боку — манило та лякало одночасно в якості не менш коштовного занурення у нове чоловіче хобі типу "виживальщини" поряд зі зброєю, човном, пікапом і таким іншим… Але війна змінила пріоритети. Тепер енергонезалежність з вузькопрофільної теми перетворилася на нагальну потребу для більшості українців. Тож, настав час діяти.

"В попередніх серіях цього серіалу" я вже розповідав про:

• Загальний підхід та шлях від павербанків до акумуляторної системи (з генератором) на весь будинок
• Тестування готової системи енергопостачання KSTAR BluE H5-10
• Енергоспоживання ПК в іграх (цікава суміжна тема)
• Досвід використання Ecoflow Delta 2

І майже кожного разу в текстах так чи інакше згадувалося, що вершиною приватної енергонезалежності в реаліях України є власна сонячна електростанція.

«Сама ідея власної генерації… з можливістю відвантажувати надлишок в мережу, є вершиною приватної енергетики. Далі можна тільки нарощувати об'єми, але принципи роботи системи вже не зміняться, хоч реактор збудуй»

Тепер, після пів року експлуатації СЕС — вже можу дещо розповісти з власного досвіду та роздумів. Хочу підкреслити, що на відміну від інших статей циклу, це не буде всеосяжним довідником з питання сонячних електростанцій. По кожному питанню нижче пошук в Google підкаже безліч кваліфікованих відповідей від професіоналів та ентузіастів галузі, які іноді будуть конфліктувати між собою в порадах. Тож, не претендуючи на енциклопедичність, я відзвітую про особисті враження й опишу ті моменти, які були неочікуваними у формі відповідей на п’ять головних питань.

Де ставити?

Починати роздуми про сонячні панелі потрібно з вивчення можливостей їх розмістити. Типовий розмір однієї панелі складає приблизно 1800х1200 мм. Тобто для дуже спрощеного прикидання "на об’єкті" можна уявляти собі широкі міжкімнатні двері — де вони можуть розміститися і в якій кількості… Потужність однієї такої панелі складає зазвичай близько 450 Вт, тож, залежно від наявного місця, кількість панелей буде обмежуватися або цією наявною площиною, або потужністю інвертора (про що ми поговоримо нижче). Так вийшло у мого сусіда: він купив на 10 панелей більше, ніж зміг встановити на даху свого будинку і саме цей факт став каталізатором моєї покупки — я просто придбав в нього залишки. Інакше б, мабуть, й досі думав про ідеальну конфігурацію та вдалий час для інсталяції… Але ми відходимо від теми.

Отже, місце для гібридного інвертора та акумуляторів для нього можна знайти майже всюди. А от панелі в достатній кількості будуть вимагати мінімум 20-40 кв.м площі. І не просто площі, а у максимально сонячному місці протягом всього світлового дня і, бажано, ще й під конкретним кутом. Навіть незначна тінь на частині панелей різко знижує ефективність їхньої роботи, тому не варто недооцінювати у своїх розрахунках, наприклад, крони дерев, які будуть з роками рости…

Панелі ідеально працюють з прямими сонячними променями, тобто коли вони надходять під кутом 90 градусів. Але ж Сонце не висить в одній точці неба і тому статично закріплені панелі завжди мають лише один пік генерації за добу. При цьому хоч якась генерація є майже завжди, навіть в дощ чи вночі дуже невеликої кількості світла може вистачати на те, щоб виробляти, скажімо, 1-2 Вт… Тож загалом є два системних підходи до розміщення панелей.

Для максимальної продуктивності в конкретний період доби їх вішають одночасно на схід та на захід під досить агресивним кутом. Тоді ті, що повернуті на схід, добре працюють з ранку і майже перестають генерувати, коли потрапляють в тінь. А ті, що повернуті на захід — збирають світло після обіду. Відповідно, так можна під'єднати більше панелей, ніж це дозволено потужністю інвертора, адже насправді працювати в кожний момент буде тільки половина (точний розрахунок суттєво складніше, але для спрощеного пояснення достатньо).

Для максимальної універсальності протягом всієї доби панелі вішають на південь, а ідеальний кут буде залежати від ще одного питання універсальності — протягом року. Взимку сонце підіймається нижче над горизонтом і тому більший кут встановлення панелі допоможе зібрати більше світла, але одночасно це дещо зменшить ефективність роботи влітку. Всі ці кути нахилу та повороту ще й розраховуються для кожної місцевості окремо у прив’язці до широти, тобто розміщенню відносно екватору Землі.

В результаті, варто визнати, що ідеальних умов взагалі майже не існує, якщо тільки не мати величезну вільну ділянку, де можна обставитися панелями з усіх боків, зробивши це ще одним коштовним проєктом. Тож є ще третій підхід, реалістичний: вішати там, де це можна хоч якось зробити та сподіватися на те, що здатність панелей вловлювати світло допоможе отримати хоч якусь генерацію. Наприклад, панелі можна повісити вертикально на паркані — неідеально, але краще, ніж нічого.

Що зробив я: 9 панелей розміщені на даху навісу для машин таким чином, щоб бути нахиленими на південь під "літнім" кутом. Є можливість поставити більше, але десята панель постраждала в процесі доставки, тому поки така дивна кількість.

Що ставити?

Коли стане зрозуміло, яку кількість панелей взагалі можна розмістити на наявній території, можна починати малювати всю систему. І тут, звісно, варто відступити на крок назад і оцінити власні потреби та можливості споживання. Справа ось в чому: без відвантаження надлишків генерації назад у мережу (чи для зарядки акумуляторів), інвертор буде здатний прийняти від панелей не більше енергії, ніж домогосподарство споживає в цей момент! Тобто, якщо система з 5 кВт встановленої потужності панелей автономна, а акумулятор заряджений на 100%, то навіть у сонячний літній день фактична генерація буде на рівні 100-200-300 Вт, якщо стільки в цей момент споживає будинок без великої електротехніки, так би мовити, в режимі stand-by (світло, Інтернет, холодильник, зарядки й т.п.). При цьому, якщо ввімкнути бойлер, пилосос чи електричну плиту — фактична генерація миттєво підніметься до відповідного рівня, адже буде, куди віддавати потужність. З одного боку, тоді можна зекономити на всій системі й зібрати певний мінімум для виконання задач "виживального" рівня. З іншого, надлишкова потужність дозволить за потреби живити дуже великих споживачів на кшталт теплового насоса та економити на цьому.

Є також питання щодо користування акумулятором. Що буде, якщо систему з ємністю 5 кВт·год щоденно заряджати від сонця і розряджати за час, поки сонця немає? За тарифом 4,32 грн/кВт вийде 4,32х5х365=7884 грн економії електроенергії на рік або приблизно ¼ вартості такого LiFePo-акумулятора зараз. Але шляхом використання 365 циклів заряду-розряду. Якщо оптимістично очікувати, що він відпрацює обіцяні виробником 2000+ циклів (а іноді й до 10000 заявляють!) - то з певного моменту він повністю себе окупить.

Проблема в тому, що в Україні далеко не кожен може організувати відвантаження надлишків у мережу. "Зелений тариф" є окремою великою темою для тих, хто ставить СЕС для можливості заробити. У деяких випадках, наприклад, у садовому товаристві, можна організувати місцеву схему з постачанням кіловат в мережу із взаємозаліком — скільки СЕС напрацювала, стільки ж дозволяється забрати з неї. Але це вимагає зацікавленості та активних зусиль від місцевої спільноти.

Таким чином, маючи розуміння своїх можливостей по кількості панелей та по потребах в інверторі (як для роботи з СЕС, так й для енергонезалежності) - можна починати планувати систему. В 99% випадків все зведеться до діапазону всіх трьох значень між "5" та "15":

• Від 5 до 15 кВт потужності інвертора;
• Від 5 до 15 кВт загальної потужності панелей;
• Від 5 до 15 кВт·год ємності акумулятора.

Зовсім новачкам варто звертати увагу на те, що числа можуть бути схожі, але відповідають за різні речі. Потужність інвертора лімітує максимум одночасно підключених споживачів, причому понад 8 кВт зазвичай вже пропонуються трифазні інвертори. Загальна потужність панелей визначає максимальне можливе значення генерації: наприклад, 10 панелей по 445 Вт кожна будуть в найкращих умовах виробляти 4,45 кВт електроенергії. Як правило, інвертор дозволяє підключати дещо більшу потужність панелей, ніж його вихідна потужність (скажімо, 6-кіловатний інвертор Deye передбачає до 7,8 кВт генерації, а 8-кіловатний - до 10,4 кВт генерації). Нарешті, про ємність та інші параметри акумулятора вже дуже детально розглядалося у першій статті "В енергетиці немає магії", але якщо коротко нагадати — це кількість збереженої електроенергії, яку він зможе віддати в мережу. Відповідно, хоча в типових домашніх системах всі три числа будуть, як вже сказано, між 5 та 15, зовсім не обов’язково "вирівнювати" їх. Скажімо, цілком природня схема з бюджетним інвертором на 5 кВт та такою ж кількістю панелей, але з ємністю акумулятора 15 кВт для спокійного життя взимку при блекаутах.

Станом на час публікації цього тексту (липень 2025 року) на українському ринку спостерігається чудова ситуація з усіма компонентами: інвертори, панелі та акумулятори є в наявності за ціною, що суттєво нижчі за рівень 2024 чи 2023 років. Є з чого вибрати й також подумати про апгрейд старої системи, якщо вона вже є.

Що зробив я: Чудова новина в тому, що до СЕС можна рухатися поступово, спочатку забезпечивши енергонезалежність з інвертором та батареями, а далі вже додавши до них панелі. Погана новина — якщо щось піде не так, прийдеться все переробляти. Дещо підсолоджує пілюлю той факт, що у вже підготовленій мережі домогосподарства міняти компоненти набагато легше, ніж впроваджувати всю цю схему вперше. Тож, коли прийшов час ставити панелі, то виявилося, що мій старий інвертор EASun "з АліЕкспресу" часів дефіциту 2022-23 років нездатний віддавати в мережу. Та й гелеві акумулятори вже далеко не тієї ємності, якою були нові. Амбіцій робити потужну систему в мене не було, я роздивлявся СЕС в якості саме гарантованої енергонезалежності. Відповідно, я вирішив поміняти наявні компоненти на набір з інвертора Deye на 6 кВт та LiFePo-акумулятора Deye на 5.1 кВт, а до них додати ті самі 9 ("дев’ять чи десять, баба не чує") панелей Trina Solar по 445 Вт. Нічого видатного, але сучасне і мені має вистачати.

Як ставити?

Це питання не менш актуально за попередні, бо інсталяція панелей буває дорожче за самі панелі. По-перше, схоже дотепер у професійних бригад є велика черга з замовлень. По-друге, залежно від конфігурації об'єкта може вийти як дуже дешеве розміщення панелей (наприклад, на паркані), так й дуже коштовне з висотними роботами на даху приватного будинку. Ну, а далі все залежить від навичок, бажання та бюджету замовника — дехто ставить самостійно, дехто викликає професіоналів.

Здається, що начебто оскільки процедура є одноразовою, тож можна й потерпіти. Але, як показує практика Європи та США, з роками з’являється проблема герметичності кріплень. При чому вона не корелює з ціною чи професійністю інсталяторів. Тобто, краще панелі ставити там, де або можна не турбуватися про майбутні протікання, або куди можна раз на декілька років долізти з герметиком та промазати місця кріплень. Ще дві фобії: сильний вітер та град. І те, і те панелі мають витримувати до меж рівня стихійного лиха, коли вже не пошкодження панелей будуть турбувати їх невдачливого власника, а все інше навколо… В Україні під час війни до цього ж можна віднести шанс падіння уламків — звісно, вони пошкодять панелі, але можна тільки побажати, щоб це було найбільшою втратою в такому випадку.

Насправді більшим практичним питанням є сніг, бо під снігом сонячні панелі не працюють. Чорний колір та скляна поверхня дають можливість досить швидкого самоочищення у сонячні зимні дні — якщо це дозволяє кут нахилу. Якщо снігу з панелей зсуватися нікуди, то він буде на них лежати так само як на поверхні навколо. Тому, і це повертає нас до питання "Де ставити?", бо бажано також мати доступ до панелей взимку, щоб їх розчищати від снігу…

З цього всього найпростішим є електричне підключення панелей до інвертора. Втім, тут також є момент, пов’язаний з зимною експлуатацією. Ефективність генерації залежить від поєднання сонячного світла з температурою повітря (точніше, з температурою самих панелей). В морозний сонячний день пікова генерація перевищує номінальні показники панелі й це може бути шкідливо для інвертора через підвищення напруги. Тож при розрахунку кількості панелей обов'язково треба враховувати такий сценарій.

Що зробив я: вся історія суттєво розтяглася. Панелі я придбав влітку 2024 року, коли ціни на них були майже втричі вищими за нинішні. А от черга встановлювати підійшла тільки в жовтні того року, плюс ще через місяць приїхав "мій" LiFePo-акумулятор. До початку робіт, маючи односкатний дах довгого гаража-навісу для авто з невеликим кутом нахилу, я наївно сподівався просто покласти панелі зверху та мінімально їх прикрутити. Але, оскільки дах нахилений на північ, то в результаті потрібно було, навпаки, робити металеву ферму для панелей, що розгорнута на південь. Тож цим займалися професіонали. Інсталяція зайняла один день. При цьому заміна інвертора EAsun на Deye була дуже швидкою, а от з панелями працювали довго.

Як працює?

Нарешті, все підключено. Правильне налаштування параметрів інвертора є ще однією темою або для особистого дослідження, або для послуги в рамках професійної інсталяції. Оскільки ми на технологічному ресурсі, то раджу перший шлях — як мінімум, щоб далі не залежати від обслуговування "майстрами", якщо треба буде щось змінити чи додати. Всі популярні інвертори в плані інтерфейсів виглядають технікою з 1990-х років, іноді з додачею сенсорних екранів, тож прийдеться звикати до цього retrowave-вінтажного стилю. В принципі, там немає нічого складного для людини, яка спочатку дещо погуглить загальну теорію.

Важливе питання — налаштування послідовності джерел енергії: очевидно, що сонячні панелі йдуть першими, а от далі треба обрати або мережу (тоді акумулятор буде вмикатися тільки в режимі ДБЖ при зникненні мережі), або батарею (тоді акумулятор буде віддавати накопичену енергію, таким чином витрачаючи свої цикли заряджання-розряджання, але, можливо, економити при цьому гроші на придбанні з мережі). Звучить простим вибором, але якщо додати до цього "нічний тариф", "зелений тариф" чи іншу можливість віддавати кіловати в мережу, а також специфіку роботи потужних споживачів — то й цей розрахунок стає індивідуальною справою. Як приклад: без сонячних панелей логічним є встановити таймер роботи бойлера на нічні години, але з панелями, навпаки, краще це робити вдень — але, якщо достатньо сонця!

Бігати до інвертора та дивитися на його показники дуже незручно. На щастя, WI-Fi-модуль можна під'єднати до більшості інверторів та отримати можливість контролювати все зі смартфона. Бонус Deye - власна програма Deye Cloud, яка здається мені більш вдалою, ніж загальногалузевий стандарт Solarman Smart. Хоча практичного сенсу в цьому небагато, виявилося, що "в хобі-цілях" заходжу туди майже щоденно, щоб подивитися на показники генерації та споживання.

Помітив, що став несвідомо більш обачним як раз у споживанні. Це не відчувається, коли раз на місяць передаєш показники лічильника на оплату, бо загальне число не деталізується. А от коли на графіку наочно видно, наприклад, що ввімкнений ПК з моніторами споживає десь 200 Вт, тобто більше, ніж весь інший будинок "в стані спокою" навіть разом з холодильником і в результаті споживання за добу складає не 7-8 кВт, а 11-12 кВт і у похмурий день це може не перекритися сонячною генерацією… То якось автоматично починаєш оптимізувати!

Що зробив я: оскільки панелі з’явилися у листопаді, то щось цікаве в плані генерації я зміг побачити тільки навесні. По-перше, навіть старожили СЕС кажуть, що ця зима була надзвичайно похмурою (і, відповідно, невдалою для сонячних станцій). По-друге, виявилося, що сніг дуже погано сходить з панелей там, де я їх встановив, бо йому просто нікуди падати. Наступної зими сподіваюсь підготувати дах для зручного очищення. З усім тим, в ті дні, коли це дозволяла погода, я навіть взимку бачив здатність панелей повністю зарядити наявний акумулятор на 5 кВт·год - а цього, як я вважав, достатньо для мінімального "виживальницького" режиму повної автономії на випадок довготривалого блекауту без потреби заводити генератор. Тож, першочергова місія всієї системи в моєму випадку вже тоді була виконана.

Але далі почалося найцікавіше: з квітня я отримав можливість відвантажувати надлишок у мережу. І це повністю змінило графік генерації — тепер він залежить справді від сонця, а не від мого споживання. Раніше складно було навіть побачити номінальні 4 кВт виробництва за кількістю встановлених панелей, бо це треба було поєднати штучне підвищене споживання з сонячним днем у найкращу для генерації годину. У квітні вийшло, що споживання домогосподарства було дещо вищим, ніж сукупна генерація, але вже в травні вдалося вийти в "плюс" і, звісно, побачити ще кращі результати у червні. Водночас саме власне споживання напряму від сонця в середньому складає менш як 40% денного, а 60% береться з мережі — але у сонячні часи вдається віддати в мережу більше енергії, ніж взяти з мережі. При середньому споживанні близько 15 кВт на добу приблизно стільки ж збирають панелі у похмурі дні, а в сонячні дні відвантаження складає майже 30 кВт на добу (нагадаю, це показник з 4 кВт встановленої потужності панелей).

З усім тим, оскільки головним завданням була енергонезалежність, то найкращі враження від роботи системи — це, як раз, робота без мережі, адже сільські електромережі не дуже надійні навіть без фактора війни. Тож, момент відключення для споживача непомітний, а якщо це відбувається у світлі години, то навіть не потребує розрядки батарей! Далі, наявної ємності акумулятора вистачає на нічне споживання, треба лише "дотягти" до 6 ранку, коли починається заряджання батареї від панелей. Вдень, звісно, генерація стає обмеженою зарядкою+споживанням, але забезпечити потреби будинку плюс 5 кВт·год в акумулятор вдається навіть у похмурий день. Таким чином, за потреби можна розраховувати на повноцінне життя off-grid десь з травня і, мабуть, по жовтень.

Що далі?

А далі я з жахом дивлюся на своїх сусідів та друзів, які так само занурилися в тему СЕС у 2024 році — виявляється, ми всі йдемо одним й тим самим шляхом, про який дещо іронічно попереджають давні ентузіасти сонячної енергії: ЦЕ ВИКЛИКАЄ ЗАЛЕЖНІСТЬ. Спочатку людина купує собі базовий комплект інвертора, акумулятора та панелей, щоб забезпечити аварійне постачання. А далі починаються апгрейди. У вже підготовленій один раз електросистемі будинку абсолютно нескладно поміняти інвертор на більш потужний. Додати ще один акумулятор — питання 5 хвилин підключення. З монтажем панелей складніше, але теж нічого неможливого і, коли вже вони є та з’являється досвід та розуміння, як вони працюють на конкретній наявній ділянці в плані розміщення, кутів, тіней і тому подібного, то око саме починає шукати місця для розширення цієї "сонячної ферми". А мозок починає шукати інформацію по суміжних темах і тоді з’являються різні ідеї про додаткові мережеві інвертори, теплові насоси, електромобілі…

"Найстрашніше" те, що той самий мозок часто підкидає ще й (хоча б частково) раціональні економічні обгрунтування речам, які насправді варто визнати більше просто хобі-побажаннями: чому зараз варто витратити ХХХХ доларів на те, що принесе економію YYYY доларів за декілька років. Так вирішення нагальної побутової потреби перетворюється у ще одну маніфестацію розваг дорослих хлопчиків з їхніми гаджетами. Не можу сказати, що я на це скаржуся, але варто таке враховувати — що за межами мінімальної СЕС не всі бажання її розширення справді є необхідними до виконання. Втім, в хобі головне те, що воно приносить задоволення. Просто не кажіть, що не бачили цього попередження заздалегідь.

Що зроблю я: апетит приходить під час їжі. 4 кВт потужності генерації відверто мало і я сподіваюсь використати вільний дах та додати панелей до максимуму, який дозволяє наявний інвертор. Цікавим обмеженням тут виявився матеріал даху: на гаражі покладений вже давно не новий ондулін, а на свіжозбудованому навісі — бітумна черепиця. В результаті, якщо я сподіваюсь отримати хоч щось схоже на відсутність протікань в майбутньому, варто спочатку поміняти ондулін на таку саму бітумну черепицю і тоді вже монтувати на даху кріплення панелей. Потужності інвертора у 6 кВт цілком вистачає для моїх потреб, тож я не планую його міняти. А от розширення ємності акумулятора вдвічі чи втричі (до 10-15 кВт·год), мабуть, відбудеться навіть раніше за додаткові сонячні панелі, бо це технічно найпростіше завдання. Тут дозволю собі процитувати опублікований у січні 2024 року огляд системи виробництва KSTAR:

"(Д)уже надихає ємність системи в 10 кВт·год. Можна сказати, що 5 кВт·год є мінімумом для нормальної роботи системи на весь будинок, а от подальше розширення до 15-20 кВт·год хоч і прикрасить, але не принесе радикально нової користі. Що ж далі, якщо не додаткові батареї? Однозначно — сонячні панелі на 5 кВт! Після того, як заміри Solarman Smart показали сміхотворний рівень «незламного» споживання – в розумність такого кроку можна повірити навіть взимку і навіть в київських широтах. Як мінімум, заради довготривалої «апокаліптичної» енергонезалежності без бензину та турботи про моторесурс генератора. В нормальному житті це має забезпечити відчутну економію на електроенергії, а влітку, можливо, навіть додатковий заробіток. І якщо за 2023 рік автор так й не добрався до сонячної енергії, то тепер мотивації додалося."

Як можна побачити з цього уривка, висновки я роблю послідовні — саме так все й "сталося, як бажалося"… Теорія підкріплюється практикою і в результаті шкодую я лише про те, що не почав вивчати питання СЕС раніше. З іншого боку, саме за останні роки відбулося суттєве покращення технологій на ринку: нові інвертори, дешевші панелі, якісні LiFePo4-акумулятори. А одночасно через реалії воєнних часів в Україні відбувся якісний стрибок розуміння користі від сонячної енергії й це вже більше не виглядає чимось "альтернативним" для дуже вузької аудиторії (чим, наприклад, досі є вітрогенератори). Тож, всьому свій час і зараз, як на мене — саме час для домашніх сонячних електростанцій.