Руководство по использованию солнечного калькулятора (расчет фотоэлектрических систем)

Содержание

1. Введение
2. Основы расчета
3. Пошаговое руководство
4. Анализ затенения
5. Понимание результатов
6. Советы и лучшие практики
7. Часто задаваемые вопросы
8. Фоновая информация

---

Введение

1.1 Что рассчитывает солнечный калькулятор?

Солнечный калькулятор позволяет точно планировать и рассчитывать экономическую эффективность фотоэлектрических систем на основе актуальных климатических данных PVGis (Географическая информационная система фотоэлектрических систем Европейской комиссии).

Калькулятор определяет:

• Годовая прибыль: Почасовое и помесячное производство электроэнергии на основе реальных погодных данных
• Собственное потребление: Сколько произведенной электроэнергии вы можете использовать самостоятельно
• Степень автономности: Насколько вы можете стать независимыми от электросети
• Экономическая эффективность: Срок окупаемости, ежегодные сбережения и доходность
• Сокращение выбросов CO₂: Ваш вклад в защиту климата

1.2 Для кого подходит этот калькулятор?

Солнечный калькулятор подходит для:

• Владельцев домов: Планирование фотоэлектрической системы для частного дома или многоквартирного здания
• Застройщиков: Размерность в рамках планирования нового строительства
• Энергетических консультантов: Быстрый предварительный расчет для консультации клиентов
• Установщиков: Грубое планирование системы и предложения для клиентов

1.3 Основные данные: PVGis

Калькулятор использует базу данных PVGis (версия 5.2) Европейской комиссии. Она содержит:

• Солнечное излучение: Почасовое глобальное излучение (GHI, DNI, DHI) для каждого местоположения
• Типичный метеорологический год (TMY): Репрезентативные погодные данные за 2005-2020 годы
• Данные горизонта: Учет затенения рельефа
• Покрытие по всей Европе: Точные данные для Германии, Австрии, Швейцарии и всей Европы

---

Основы расчета

2.1 Основная формула для прибыли от фотоэлектрической системы

Почасовая прибыль от фотоэлектрической системы рассчитывается как:

P = G × A × η × (1 - Verluste)

Параметры:

• P = Электрическая мощность [кВт]
• G = Глобальное излучение на наклонную поверхность [кВт/м²]
• A = Площадь модуля [м²]
• η = КПД модуля [-]
• Verluste = Системные потери (кабели, инвертор, загрязнение) [-]

2.2 Специфическая годовая прибыль

Специфическая годовая прибыль показывает, сколько электроэнергии производится на установленную мощность:

Ertrag [kWh/kWp] = Jahresertrag [kWh] / Anlagenleistung [kWp]

Типичные значения для России:

• Северные регионы: 700-800 кВтч/кВтп
• Центральные регионы: 800-900 кВтч/кВтп
• Южные регионы: 900-1100 кВтч/кВтп

2.3 Собственное потребление и автономность

Коэффициент собственного потребления = Доля самостоятельно использованной солнечной энергии от общей прибыли:

Eigenverbrauch [%] = Selbstgenutzte Energie / Erzeugte Energie × 100

Степень автономности = Доля потребности в электроэнергии, покрываемая солнечной энергией:

Autarkie [%] = Selbstgenutzte Solarenergie / Gesamtstromverbrauch × 100

Типичные значения без накопителя:	Размер системы	Собственное потребление	Автономность
Маленькая (3 кВтп)	30-40%	25-35%
Средняя (5 кВтп)	25-35%	30-40%
Большая (10 кВтп)	20-30%	35-50%

С накопителем (5-10 кВтч):	Размер накопителя	Собственное потребление	Автономность
5 кВтч	50-60%	50-65%
10 кВтч	60-75%	60-80%
15 кВтч	70-85%	70-85%

2.4 Экономический расчет

Экономический расчет производится по ГОСТ Р 51350 (Экономическая эффективность инженерных систем зданий):

Ежегодная экономия:

Einsparung [€/a] = Eigenverbrauch × Strompreis + Einspeisung × Vergütung

Срок окупаемости:

Amortisation [a] = Investitionskosten / Jährliche Einsparung

Доходность:

Rendite [%] = (Einsparung - Jahreskosten) / Investition × 100

---

Пошаговое руководство

3.1 Управление проектами

Создание нового проекта

Нажмите "Новый проект", чтобы начать новый расчет фотоэлектрической системы. Калькулятор проведет вас через все необходимые вводные данные.

Загрузка существующего проекта

Вы можете в любое время загрузить сохраненный проект по ключу проекта:

1. Нажмите "Загрузить проект"
2. Введите ваш 5-значный ключ проекта
3. Нажмите "Загрузить"

Импорт проекта

Особая функция - импорт из других калькуляторов:

• Из расчета тепловой нагрузки: Переносит данные о местоположении (адрес, координаты)
• Из расчета теплового насоса: Переносит местоположение и может использовать данные о потреблении

---

3.2 Вкладка 1: Местоположение

Первый шаг - ввод местоположения вашей планируемой фотоэлектрической системы.

Ввод адреса

Введите полный адрес:

• Индекс: Почтовый индекс
• Город: Город или населенный пункт
• Страна: Россия (RU), Казахстан (KZ), Беларусь (BY)

Автоматическое определение данных

После ввода адреса автоматически определяются:

• GPS-координаты: Широта и долгота
• Высота над уровнем моря: Для точного расчета положения солнца
• Климатические данные PVGis: Почасовые значения излучения на весь год

Ручной ввод координат

Для особых местоположений вы можете также ввести GPS-координаты напрямую:

• Широта (Latitude): например, 55.755 для Москвы
• Долгота (Longitude): например, 37.617 для Москвы

Где взять координаты?

• Яндекс.Карты: Правый клик на местоположение покажет координаты
• OpenStreetMap: Видны в URL
• GPS-приложение на смартфоне

---

3.3 Вкладка 2: Площади (PV-модули)

В этой вкладке вы определяете свои PV-площади (кровельные или свободные площади с модулями).

Добавить новую площадь

Нажмите "Добавить площадь" и введите:

Основные данные:

• Название: Название площади (например, "Южная крыша", "Восточная плоская крыша")
• Мощность [кВтп]: Общая мощность модулей на этой площади
• Количество модулей: Количество отдельных солнечных модулей
• Мощность модуля [Втп]: Мощность на модуль (обычно 400-450 Втп)
• Площадь [м²]: Рассчитывается автоматически из количества × площадь модуля

Ориентация:

• Азимут [°]: Направление площади
  • 0° = Юг (оптимально для прибыли)
  • 90° = Запад
  • -90° = Восток
  • 180° = Север
• Наклон [°]: Наклон крыши
  • 0° = Плоская (плоская крыша)
  • 30-35° = Оптимально для России
  • 90° = Вертикально (фасад)

Потери:

• Системные потери [%]: Общие потери на кабели, инвертор, загрязнение
  • Стандарт: 14%
  • Оптимизировано: 10-12%
  • Неблагоприятно: 16-20%

Несколько площадей

Вы можете создать сколько угодно площадей с разной ориентацией:

• Восток-Запад: По одной площади с азимутом -90° и +90°
• Крыша + фасад: Комбинация наклонной и вертикальной площади
• Мансарда + основная крыша: Разные наклоны

Дублирование площади

С помощью "Дублировать" вы можете скопировать площадь и изменить только отдельные параметры - удобно для симметричных крыш.

---

3.4 Анализ затенения (по площади)

Для каждой PV-площади вы можете провести детальный анализ затенения.

Открыть редактор затенения

Нажмите "Анализировать затенение" рядом с соответствующей площадью.

Добавить препятствия

В 2D-редакторе (вид сверху) вы можете нарисовать различные препятствия:

Препятствие	Описание	Типичная высота
Здание	Соседние здания, дымоходы	5-15 м
Лиственное дерево	Теряет листья зимой	8-20 м
Хвойное дерево	Круглогодичное затенение	10-25 м
Живая изгородь	Низкое затенение	1-3 м
Лес	Удаленный лесной край	переменная
Дымоход	На собственной крыше	1-2 м над крышей
Электрический столб	Узкое затенение	10-30 м
Антенна	Мелкие препятствия	1-3 м
Холм	Подъем рельефа (затенение горизонта)	переменная

Установить высоту установки

Введите высоту установки PV-системы над землей (например, 7 м для двухэтажного дома). Это важно для правильного расчета углов затенения.

Запустить солнечную симуляцию

После нанесения препятствий вы можете запустить солнечную симуляцию:

1. Выбрать месяц: Выпадающий список с января по декабрь
2. Запустить анимацию: Показывает движение солнца в ускоренном режиме
3. Выбрать час: Слайдер для каждого часа дня

Отображается:

• Положение солнца: Визуализация положения солнца
• Тень: Какие области затенены
• Почасовая прибыль: Сколько мощности производится в этот час
• Восход/закат солнца: Автоматически рассчитывается для выбранного дня

Рассчитать потери от затенения

Нажмите "Рассчитать затенение", чтобы определить годовые потери:

• Помесячные потери [%]: Сколько прибыли теряется каждый месяц
• Годовая потеря [%]: Общая потеря прибыли
• Прибыль с затенением [кВтч]: Реалистичная годовая прибыль

---

3.5 Вкладка 3: Потребление

В этой вкладке вы вводите свое потребление электроэнергии, чтобы рассчитать собственное потребление и автономность.

Выбор типа здания

Выберите ваш тип здания:

• Частный дом: Обычно 3.000-5.000 кВтч/год
• Квартира: Обычно 1.500-3.000 кВтч/год

Профиль домохозяйства

Выберите стандартный профиль нагрузки:

• Семья с детьми: Высокое дневное потребление
• Работающие: Потребление утром и вечером
• Домашний офис: Равномерное дневное потребление
• Пенсионеры: Высокое дневное потребление

Профиль нагрузки определяет, когда потребляется электроэнергия - это важно для собственного потребления!

Ввод годового потребления

• Общее потребление [кВтч/год]: Из последнего счета за электроэнергию или оценка
• Отдельный учет потребителей: Для более точного расчета

Добавить потребителей

Для точного расчета вы можете учесть отдельных потребителей:

Потребитель	Типичное потребление	Профиль нагрузки
Холодильник	150-300 кВтч/год	Постоянно
Стиральная машина	150-250 кВтч/год	Гибко
Посудомоечная машина	200-300 кВтч/год	Гибко
Электромобиль (8.000 км/год)	1.500-2.000 кВтч/год	Вечером/ночью
Тепловой насос	3.000-8.000 кВтч/год	Период отопления
Кондиционер	200-500 кВтч/год	Лето

---

3.6 Вкладка 4: Накопитель (аккумулятор)

Здесь вы настраиваете опциональный аккумулятор.

Активировать накопитель

Активируйте флажок "Использовать накопитель", чтобы включить накопитель в расчет.

Выбор емкости

Кнопки быстрого выбора:

• 5 кВтч: Для небольших систем (3-5 кВтп)
• 10 кВтч: Стандарт для частных домов (5-8 кВтп)
• 15 кВтч: Для больших систем или электромобиля
• 20 кВтч: Максимальная независимость

Ручной ввод: 1-100 кВтч

Рекомендация:

Оптимальная емкость ≈ 70% дневного потребления [кВтч]

При 4.000 кВтч/год → 4.000 ÷ 365 × 0,7 ≈ 7,7 кВтч

Параметры накопителя

• КПД [%]: Обычно 90-95% (потери при зарядке/разрядке)
• Мощность зарядки [кВт]: Максимальная скорость зарядки (обычно C/2, то есть 5 кВт при 10 кВтч)
• Мощность разрядки [кВт]: Максимальная скорость разрядки

---

3.7 Вкладка 5: Финансы

В этой вкладке вы вводите экономические параметры для расчета рентабельности.

Инвестиционные затраты

• Затраты на систему [€]: Общие затраты на модули, инвертор, монтаж
  • Ориентировочная стоимость: 1.200-1.500 €/кВтп (маленькая система) до 900-1.100 €/кВтп (большая система)
• Затраты на накопитель [€]: Если накопитель активирован
  • Ориентировочная стоимость: 500-800 €/кВтч емкости
• Ежегодные затраты [€/год]: Обслуживание, страхование, плата за счетчики
  • Ориентировочная стоимость: 100-300 €/год

Тарифы на электроэнергию

• Тариф на электроэнергию [коп/кВтч]: Ваш текущий тариф на электроэнергию
  • 2024: Обычно 5-6 руб/кВтч в России
• Тариф на ввод в сеть [коп/кВтч]: Вознаграждение за ввод в сеть по закону о возобновляемых источниках энергии
  • 2024 (системы до 10 кВтп): 0,5 руб/кВтч
  • 2024 (системы 10-40 кВтп): 0,4 руб/кВтч
• Рост тарифов на электроэнергию [%/год]: Ожидаемый ежегодный рост
  • Исторически: 3-5%/год
  • Консервативно: 2-3%/год

Период рассмотрения

• Период рассмотрения [лет]: Обычно 20-25 лет (гарантия на модули)
• Деградация [%/год]: Ежегодное снижение мощности модулей
  • Стандарт: 0,5%/год (после 20 лет еще ~90% мощности)

---

Анализ затенения

4.1 Обзор

Анализ затенения - одна из важнейших функций солнечного калькулятора. Даже небольшие затенения могут значительно снизить прибыль:

Затенение	Типичная потеря прибыли
Нет	0%
Дымоход	2-5%
Отдельное дерево	5-15%
Соседнее здание	10-30%
Лесной край	15-40%
Сильное затенение	30-60%

4.2 2D-редактор вида сверху

Редактор вида сверху показывает вашу PV-площадь сверху. Здесь вы можете:

1. Разместить препятствия: Нажмите на нужное препятствие и разместите его кликом
2. Изменить размер: Потяните за углы, чтобы изменить размер
3. Переместить позицию: Перетащите препятствие на нужное место
4. Установить высоту: Введите высоту в метрах
5. Удалить: С помощью клавиши удаления или значка корзины

4.3 Солнечная симуляция

Солнечная симуляция показывает тень в течение дня:

1. Выберите месяц (например, июнь для летнего максимума, декабрь для зимнего минимума)
2. Запустите анимацию или выберите конкретное время
3. Наблюдайте, какие области PV-площади затенены
4. Прибыль отображается в реальном времени

Особые дни:

• 21 июня (летнее солнцестояние): Наибольшая высота солнца, самый длинный день
• 21 декабря (зимнее солнцестояние): Наименьшая высота солнца, самый короткий день
• 21 марта/сентября (равноденствие): Средняя высота солнца

4.4 Результаты анализа затенения

После расчета вы получите:

• Годовая прибыль без затенения [кВтч]
• Годовая прибыль с затенением [кВтч]
• Потеря прибыли [%]
• Помесячная разбивка: Какие месяцы наиболее пострадали?

---

Понимание результатов

После ввода всех параметров нажмите "Рассчитать". Результаты будут представлены в четырех вкладках.

5.1 Вкладка 1: Обзор

Карточки с ключевыми показателями

Четыре большие карточки показывают основные результаты:

Показатель	Значение	Пример
Годовая прибыль [кВтч/год]	Количество электроэнергии, производимой вашей системой	5.500 кВтч
Степень автономности [%]	Доля вашей потребности, покрываемой PV	65%
Ежегодная экономия [€/год]	Сэкономленные затраты на электроэнергию	850 €
Сокращение выбросов CO₂ [кг/год]	Избежанные выбросы CO₂	2.200 кг

Обзор площадей

Таблица со всеми настроенными PV-площадями:

• Площадь (название)
• Произведенная электроэнергия [кВтч]
• Мощность [кВтп]
• Площадь [м²]
• Количество модулей
• Наклон [°]
• Ориентация (азимут)

5.2 Вкладка 2: Финансы

Выбор года

Выберите год в пределах периода рассмотрения, чтобы увидеть развитие.

Сравнение до/после

Параметр	Без PV	С PV	Изменение
Потребление электроэнергии	4.500 кВтч	4.500 кВтч	-
Производство электроэнергии	0 кВтч	5.500 кВтч	+5.500 кВтч
Потребление из сети	4.500 кВтч	1.800 кВтч	-2.700 кВтч
Затраты на электроэнергию	1.350 €	540 €	-810 €

Доходы

• Вознаграждение за ввод в сеть [€/год]: Доход от избыточной электроэнергии
• Стоимость собственного потребления [€/год]: Экономия за счет самостоятельно использованной электроэнергии
• Вклад накопителя [€/год]: Дополнительная ценность за счет накопителя

Кумулятивное рассмотрение

• Инвестиционные затраты: Единовременные затраты
• Кумулятивные сбережения: Сумма всех сбережений до выбранного года
• Точка окупаемости: Когда система окупится?

5.3 Вкладка 3: Прибыль

Сводка

Производство (темно-синий участок):

• Общая произведенная энергия [кВтч]
• Избыточная энергия [кВтч]
• Самостоятельно использованная энергия [кВтч]

Потребление (светло-синий участок):

• Общее потребление электроэнергии [кВтч]
• Потребление из сети [кВтч]
• Потребление из солнечной энергии [кВтч]

Диаграммы

Три круговые диаграммы визуализируют:

1. Использование производства: Собственное потребление против избыточной энергии
2. Производство против потребления: Баланс между производством и потребностью
3. Степень автономности: Насколько вы независимы?

Помесячная разбивка

Столбчатая диаграмма с:

• Помесячная прибыль [кВтч]
• Помесячное потребление [кВтч]
• Избыток/дефицит по месяцам

5.4 Вкладка 4: Площади

Детальные результаты по каждой PV-площади:

• Почасовое производство: Типичный дневной профиль
• Помесячная прибыль: Сезонное распределение
• Влияние затенения: Если проведен анализ затенения
• Специфическая прибыль [кВтч/кВтп]: Эффективность площади

---

Советы и лучшие практики

6.1 Оптимальный размер системы

Правило для частных домов:

Размер системы [кВтп] ≈ Потребление электроэнергии [кВтч] / 1.000

При 4.500 кВтч потребления → около 4,5 кВтп

6.2 Ориентация и наклон

Ориентация	Наклон	Прибыль по сравнению с югом-30°
Юг	30-35°	100% (Оптимум)
Юг	45°	98%
Юг	15°	95%
Юго-восток/Юго-запад	30°	95%
Восток/Запад	30°	85%
Восток+Запад (по 50%)	30°	90%

Плоская крыша: Подъем на 10-15° часто оптимален (самоочистка, отсутствие проблем со снегом)

6.3 Максимизация собственного потребления

1. Использование потребителей в солнечные часы:

   • Стиральная машина, посудомоечная машина работают днем
   • Используйте таймеры или умный дом

2. Большие потребители:

   • Электромобиль: Заряжайте днем, когда светит солнце
   • Тепловой насос: Увеличение производства горячей воды в обеденное время

3. Разумное размерение накопителя:

   • Не слишком большой (экономически эффективен: 1 кВтч накопителя на 1 кВтп системы)
   • Не слишком маленький (иначе малоэффективен)

6.4 Избегание затенения

Проверьте перед установкой:

• ✅ Будут ли деревья расти в поле зрения в ближайшие 20 лет?
• ✅ Планируются ли новые постройки в соседстве?
• ✅ Можно ли переместить антенны, спутниковые тарелки?
• ✅ Можно ли оптимизировать дымоход?

Оптимизация модулей:

• Оптимизаторы мощности: Снижают потери при частичном затенении
• Расположение модулей: Избегайте критических областей
• Разделенные строки: Разделите затененные и незатененные модули

6.5 Улучшение экономической эффективности

1. Получите несколько предложений: Цены сильно варьируются
2. Проверьте программы поддержки: Государственные субсидии, региональные программы
3. Планируйте зарядную станцию: Электромобиль значительно увеличивает собственное потребление
4. Планируйте обслуживание: Учтите 100-200 €/год

---

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Насколько точны расчеты прибыли?

Расчеты основаны на данных PVGis с типичной погрешностью ±5-10% по сравнению с реальными прибылями. Факторы, такие как:

• Погодные условия в конкретном году
• Фактическое затенение
• Старение модулей
• Снежная нагрузка

могут привести к отклонениям.

Могу ли я комбинировать несколько кровельных площадей?

Да! Вы можете создать сколько угодно площадей с разной ориентацией. Калькулятор автоматически суммирует прибыли.

Стоит ли устанавливать накопитель?

Это зависит от нескольких факторов:

• Тариф на электроэнергию: Чем выше, тем скорее окупится накопитель
• Потенциал собственного потребления: Без накопителя обычно 25-35%, с накопителем 50-75%
• Затраты на накопитель: В настоящее время 500-800 €/кВтч

Расчет: Финансовая вкладка показывает экономическую эффективность с и без накопителя.

Как часто нужно чистить модули?

В России обычно дождь достаточно для очистки. При сильном загрязнении (сельское хозяйство, птичий помет):

• Рекомендуется чистка каждые 1-2 года
• Стоимость: 2-3 €/м² площади модуля

Что происходит при отключении электроэнергии?

Стандартные PV-системы автоматически отключаются при отключении электроэнергии (защита от ввода в сеть). Для резервного питания вам потребуется:

• Гибридный инвертор с функцией резервного питания
• Аккумулятор достаточной емкости
• Отдельная розетка для резервного питания

Как долго служат PV-модули?

• Срок службы: 25-30 лет (чаще дольше)
• Гарантия: Обычно 25 лет с гарантией на 80% мощности
• Деградация: Около 0,5% потери мощности в год

Нужна ли мне разрешение?

Для PV-систем на жилых зданиях:

• Чаще всего не требуется разрешение: Системы на крышах до 10 кВтп
• Обязательная регистрация: У сетевого оператора и в реестре объектов
• Охрана памятников: Может потребовать разрешение

---

Фоновая информация

8.1 База данных PVGis

Географическая информационная система фотоэлектрических систем (PVGis) управляется Совместным исследовательским центром (JRC) Европейской комиссии. Она содержит:

• Спутниковые данные: CM SAF (Климатический мониторинг спутниковых приложений)
• Данные излучения: 2005-2020 для TMY (Типичный метеорологический год)
• Разрешение: ~2,5 км сетка
• Точность: ±5% для глобального излучения

8.2 Расчет положения солнца

Положение солнца рассчитывается по алгоритму NREL SPA (Алгоритм положения солнца):

• Азимут: Горизонтальное положение солнца (0° = юг)
• Высота: Высота над горизонтом
• Восход/закат солнца: Точно рассчитывается для каждого дня
• Точность: ±0,0003° для лет -2000 до 6000

8.3 Нормы и стандарты

Солнечный калькулятор ориентируется на:

• PVGis: Европейская база данных солнечного излучения
• ГОСТ Р 51350: Экономическая эффективность инженерных систем зданий
• ГОСТ Р 51351: Мониторинг фотоэлектрических систем
• ГОСТ Р 51352: Измерение мощности PV-модулей
• Закон о возобновляемых источниках энергии 2023: Вознаграждение за ввод в сеть

8.4 Расчет CO₂

Сокращение выбросов CO₂ рассчитывается как:

CO₂-Einsparung [kg] = Stromerzeugung [kWh] × CO₂-Faktor [g/kWh] / 1000

Факторы CO₂:

• Российский энергомикс 2023: 450 г/кВтч
• PV-энергия (учитывая производство): 30-50 г/кВтч
• Чистая экономия: Около 400 г/кВтч

8.5 Типичные характеристики модулей (2024)

Параметр	Типичное значение
Мощность на модуль	400-450 Втп
КПД	20-22%
Площадь на модуль	1,7-2,0 м²
Вес	20-25 кг
Температурный коэффициент	-0,3 до -0,4 %/°C
Гарантия на мощность	25 лет (80%)

---

9. Дополнительная информация

Официальные источники

• Онлайн-инструмент PVGis - Официальная база данных ЕС
• Реестр объектов - Регистрация вашей системы
• Федеральное агентство по сетям - Актуальные вознаграждения за ввод в сеть

Программы поддержки

• Государственные субсидии - Кредиты и гранты
• Региональные программы поддержки - В зависимости от региона

Нормы

• ГОСТ Р 51350: Экономическая эффективность инженерных систем зданий
• ГОСТ Р 51351: Мониторинг фотоэлектрических систем

---

К калькулятору: Запустить солнечный калькулятор

Последнее обновление: декабрь 2025