Три котеджі, джакузі й басейни від 16 кВт СЕС: як розділити сонце між гостями (теоретичний розрахунок)

Це теоретичний розрахунок, а не опис реалізованого проєкту. Ми взяли типову задачу власника кількох котеджів для оренди і прикинули на реальних цифрах, як розподілити сонячну енергію між бойлерами, джакузі й басейнами та що тут може зробити Barnex, а що ні. Якщо у вас схожий об'єкт, ці міркування можна перенести на свої числа.

Вихідні дані

Три котеджі на одній електромережі з одним гібридним інвертором Deye 18 кВт.
СЕС 16 кВт пікових, орієнтація на південний захід, тіней немає, Волинська область.
Акумулятор 16 кВт·год.
У кожному котеджі: бойлер на 100 л, джакузі з фільтрацією та електричним нагрівом, басейн на 20 м³.
Зараз віддача в мережу обмежена, тож сонце майже завжди витрачається вдома. Нагрівачі працюють кожен за своїм термостатом, без координації.

Ми приймаємо оцінки: бойлер 2 кВт, нагрівач джакузі 3 кВт, а нагрівач басейну розглянемо у двох варіантах (ТЕН 6–9 кВт і тепловий насос). Реальні параметри треба брати з паспортів обладнання.

Скільки дає СЕС

Орієнтовний виробіток 16 кВт за розрахунком PVGIS (Луцьк, нахил 35°, південний захід, втрати 14%): близько 16,3 МВт·год на рік.

Місяць	Грудень	Січень	Березень	Квітень	Червень	Серпень	Вересень	Жовтень
кВт·год на добу	≈12	≈14	≈41	≈62	≈73	≈68	≈53	≈36

Кіловат-годин влітку багато, взимку мало. Це перше обмеження: з листопада по березень надлишку для басейнів фактично немає.

Скільки потрібно споживачам

Споживач (один котедж)	Орієнтовна потреба
Бойлер на 100 л	≈5 кВт·год на добу
Джакузі (підтримка температури)	3–7,5 кВт·год на добу, більше взимку
Басейн 20 м³, підвищити температуру на 1 °C	≈23 кВт·год тепла

Два висновки з цієї таблиці:

Бойлери й джакузі в трьох котеджах беруть 25–37 кВт·год на добу. Влітку це приблизно половина виробітку, решту можна віддати басейнам.
Басейни найбільші, і їх три. Підняти температуру в усіх трьох на 1 °C це 70 кВт·год тепла, майже весь літній день виробітку. Нагріти їх на початку сезону, наприклад з 15 до 26 °C, це 11 × 70 ≈ 770 кВт·год. Якщо гріти ТЕНом, це понад 10 повних сонячних днів; з тепловим насосом (він дає 4–5 кВт·год тепла з 1 кВт·год електрики) приблизно в 4–5 разів менше. Тут кришка басейну й тепловий насос важать більше, ніж будь-яка автоматика.

Дві різні проблеми

Власник описує їх так: коли кілька навантажень працюють одночасно, сонця не вистачає і енергія береться з мережі, а коли все нагрілося, літом сонце нікуди діти. Це два окремі завдання.

1. Нестача: коли все вмикається одночасно

Пік СЕС близько 12 кВт. Якщо вмикаються три бойлери, три джакузі й нагрівачі басейнів, сума легко перевищує 30 кВт, і різницю бере мережа. Звичайні термостати цього не бачать: кожен вважає, що може працювати.

Рішення: усі великі нагрівачі мають слухатися одного контролера, який бачить баланс будинку й роздає потужність у межах доступного сонця. Barnex так і працює: він щосекунди перевіряє імпорт із мережі та зменшує потужність керованих споживачів, а коли сонця знову вистачає, плавно підвищує. З акумулятором регулятор рахує надлишок напряму з даних інвертора (заряд, розряд, імпорт, експорт) і додатково враховує резерв, який ви хочете залишити батареї.

Дуже важлива умова: Barnex керує лише тим, що підключено через нього. Якщо нагрівач джакузі працює від власного термостата в обхід, Barnex його не зупинить, він лише зменшить інших.

2. Надлишок: коли все нагріте

Влітку бойлери повні, джакузі на заданій температурі, басейни досягли уставки, а сонця ще багато. Barnex нових споживачів не створює, він лише розподіляє те, що є, а заповнені пропускає й переносить сонце далі. Коли всі повні, надлишок має піти в одне з трьох місць:

Більша теплова ємність. Найдешевший спосіб: у сонячний день піднімати уставку басейну на 1–2 °C. Басейн як акумулятор тепла вміщує багато: 1 °C це 23 кВт·год. Керування уставкою це окрема задача автоматики басейну, Barnex нею не займається.
Акумулятор. Він уже є: 16 кВт·год переносять частину сонця на вечір.
Продаж у мережу, якщо це дозволено й вигідно для вашого типу об'єкта. Правила для комерційної оренди можуть відрізнятися від домашніх СЕС, це треба уточнювати.

Чесно: частина літнього надлишку з великої ймовірності все одно лишиться невикористаною, і це нормально для станції, розрахованої на цілий рік.

Як розподілити сонце: принципи

Для такого об'єкта ми формулюємо три принципи:

Однаковий комфорт для однаково заселених. Якщо у двох котеджах живуть гості, вони отримують сонце порівну.
Енергія йде туди, де хтось живе. Порожній котедж отримує сонце, лише коли заселеним уже вистачає.
Комфорт гарантований. Сонце основне джерело, але гість не повинен залежати від погоди: якщо нагрівання не вдалося за день, його дотягують уночі.

Як це можна зробити з Barnex

Черга з пріоритетами

Barnex може керувати до 10 споживачів, кожному задаються пріоритет, паспортна потужність і прапорець «гріти від сонця». Споживачі з однаковим пріоритетом ділять потужність порівну, а той, хто вже нагрівся, пропускається. Для нашого об'єкта це дає схему:

Заселений котедж. Бойлер, джакузі й басейн мають вищий пріоритет.
Порожній котедж. Нижчий пріоритет або вимкнений прапорець «від сонця»: бойлер лише підтримується в мінімальному режимі, а решту сонця віддано заселеним.
Однаково заселені котеджі. Мають однаковий пріоритет і ділять сонце порівну.

Чесне обмеження: Barnex не знає, хто в якому котеджі живе. Зараз пріоритет змінюють вручну при заселенні (через портал). Автоматичне перемикання за календарем бронювань це напрям розвитку, а не наявна функція.

Гарантія комфорту: нічні вікна

Для кожного споживача можна задати до 4 вікон нагріву від мережі. За день до заїзду це страховка: якщо сонця не вистачило, бойлер і джакузі дотягнуть уночі, а за двозонного тарифу ще й дешевше. У кожному вікні гріється один споживач, інші чекають, тому ночі теж не вибиває автомат.

Акумулятор

Для Deye з батареєю Barnex має планувальник, який дивиться на прогноз хмарності й тримає динамічний резерв, щоб до вечора батарея заряджалась до заданої цілі (за замовчуванням 80%), а решта сонця йшла в нагрів. Ємність акумулятора вказується в налаштуваннях (тут 16 кВт·год), а координати об'єкта потрібні для прогнозу. Коли батарея повна, регулятор переходить в режим, у якому обережно збільшує потужність нагріву, доки не з'явиться імпорт, і так збирає енергію, яку інвертор інакше не виробив би.

Інвертор

Deye підтримується нативно, і для сонячного режиму Barnex використовує дані з інвертора по Modbus. Датчик струму на вводі, який уже стоїть, лишається як є. Обов'язкова умова: інсталятор підтверджує пріоритет виходу інвертора SUB.

Що Barnex сьогодні не покриває

Ось що треба знати до початку проєкту:

Три фази. Захист ввідного автомата в Barnex поки працює лише для однофазного вводу. Інвертор Deye 18 кВт, імовірно, трифазний, і для об'єкта такого типу підтримка трьох фаз потрібна. Зараз її немає, і закладати в проєкт як готову функцію не можна.
Джакузі. Якщо нагрів вбудований у блок керування, відключити лише нагрівач без насоса й електроніки зазвичай неможливо. Barnex підходить там, де нагрівач підключений окремою лінією.
Блокування за насосом. Нагрівач басейну має працювати лише разом із циркуляцією води. Barnex такого блокування не має, це має забезпечувати автоматика басейну.
Тепловий насос. Barnex вмикає й вимикає навантаження повністю (від 50% потрібного надлишку), чи підходить такий режим для конкретного теплового насоса, треба уточнювати у виробника.
Заселеність. Автоматики за календарем немає, лише ручна зміна пріоритетів.
Уставки басейну й джакузі. Barnex ними не керує.

Що вирішити до монтажу

Підтвердити кількість фаз і номінал ввідного автомата.
З'ясувати, чи можна підключити нагрівачі джакузі й басейну окремими лініями.
Вирішити, ТЕН чи тепловий насос для басейну (різниця в 4–5 разів за енергією).
Вирішити, як змінювати пріоритет при заселенні і хто це робить.
З'ясувати правила продажу надлишку для вашого типу об'єкта.
Перевірити, що всі великі нагрівачі проходять через керований контролер.

Часті питання

Чи реально нагріти три басейни від сонця? Підтримувати температуру в сезон так. Нагріти з холодного початку тільки з тепловим насосом і кришкою, інакше це тижні.
Чи можна залишити гостям однаковий комфорт у різні дні? Так, через однаковий пріоритет і нічні вікна як страховку.
Що, коли гості вже заїхали, а сонця немає? Нічне вікно від мережі або акумулятор. Це питання тарифу й налаштувань резерву.

Коротко

СЕС 16 кВт на Волині дає ≈16 МВт·год на рік: влітку 60–70 кВт·год на добу, взимку 12–14.
Бойлери й джакузі в трьох котеджах беруть 25–37 кВт·год на добу, а три басейни по 20 м³ на кожен градус потребують ≈70 кВт·год тепла.
Проблеми дві: нестача при одночасній роботі й надлишок, коли все нагріте. Barnex допомагає з першою; для другої потрібна додаткова теплова ємність, батарея або продаж.
Пріоритети й нічні вікна дозволяють віддавати сонце заселеним котеджам і гарантувати комфорт.
Для трифазного об'єкта потрібна підтримка трьох фаз, якої в Barnex зараз немає.
Дивіться також Кілька бойлерів на одній СЕС і Нічний тариф для бойлера й зарядки. Barnex можна забронювати.