Яка потужність бойлера потрібна для СЕС: скільки кВт і ампер споживає і який ТЕН обрати
Оновлено:
Коли бойлер підключають до сонячної станції, перше питання: скільки він бере і чи вистачить сонця? «Бойлер скільки ват споживає», «скільки ампер», «чи потягне його інвертор» — ці питання насправді про три різні речі: потужність ТЕНа, енергію на нагрів бака й запас вашої системи. Розберемо їх по черзі, з цифрами, які можна перевірити самому.
Скільки кіловат споживає бойлер
Потужність бойлера дорівнює потужності його ТЕНа (нагрівального елемента). У побутових накопичувальних бойлерах це зазвичай 1,5–2 кВт, іноді до 2,5–3 кВт. Точну цифру дивіться на шильдику. Це споживання лише під час нагріву: коли вода досягла заданої температури, термостат вимикає ТЕН.
Струм при напрузі 230 В:
| Потужність ТЕНа | Струм |
|---|---|
| 1 кВт | ≈4,3 А |
| 1,5 кВт | ≈6,5 А |
| 2 кВт | ≈8,7 А |
| 2,5 кВт | ≈10,9 А |
| 3 кВт | 13 А |
Це відповідає на питання «скільки ампер тягне бойлер»: 2 кВт це близько 9 А. Для лінії бойлера зазвичай беруть кабель із запасом (часто мідний 2,5 мм²) і автомат на 16 А, але остаточне рішення має приймати електрик за вашим щитком.
Скільки енергії потрібно на бак
Для сонячної станції важливіша не потужність, а енергія: скільки кіловат-годин треба, щоб нагріти воду. Формула проста: 1 літр води нагрівається на 1 °C приблизно за 1,163 Вт·год. Нагріємо з 15 до 60 °C (на 45 °C), без урахування втрат тепла:
| Бак | Енергія на нагрів | Час на ТЕНі 1,5 кВт | Час на ТЕНі 2 кВт |
|---|---|---|---|
| 50 л | ≈2,6 кВт·год | ≈1,7 год | ≈1,3 год |
| 80 л | ≈4,2 кВт·год | ≈2,8 год | ≈2,1 год |
| 100 л | ≈5,2 кВт·год | ≈3,5 год | ≈2,6 год |
| 150 л | ≈7,9 кВт·год | ≈5,2 год | ≈3,9 год |
| 200 л | ≈10,5 кВт·год | ≈7,0 год | ≈5,2 год |
Це нагрів повністю холодного бака. Якщо воду частково витрачено, енергії потрібно менше, і бак хороших бойлерів зберігає тепло до наступного дня. Втрати тепла за добу залежать від утеплення, і їх варто виміряти самому, помітивши, скільки енергії бойлер бере на добу, коли ним майже не користуються.
Яку потужність ТЕНа обрати для сонячного надлишку
Головне правило: потужність бойлера має відповідати надлишку, який ваша СЕС реально дає.
- ТЕН 2 кВт підходить, якщо в сонячні години вільно приблизно 2–3 кВт. Саме таку потужність має більшість бойлерів на 80–100 л.
- ТЕН 1–1,5 кВт кращий, якщо станція невелика. Він гріється довше, але частіше вписується в маленький надлишок і не змушує брати енергію з мережі.
- ТЕН 3 кВт і більше потребує сильного надлишку й потужнішої лінії. Якщо надлишок менший за потужність ТЕНа, то при керуванні «увімкнено/вимкнено» бойлер буде постійно вмикатися й вимикатися, а при плавному керуванні ТЕН працюватиме лише частину часу.
Це залежить від способу керування. При простому реле ТЕН вмикається повністю або не вмикається, тож тут особливо важливо, щоб його потужність була менша за типовий надлишок. При плавному керуванні потужність підлаштовується під надлишок, і ТЕН можна брати більший. Різницю докладно розібрано в статті Як гріти бойлер від сонячних панелей.
Запас по інвертору
Бойлер працює разом з рештою будинку, тому під час нагріву сума навантажень не має перевищувати можливості інвертора. Простий приклад на інверторі з виходом 6 кВт:
| Споживач | Потужність |
|---|---|
| Бойлер | 2 кВт |
| Чайник | 2 кВт |
| Пральна машина під час нагріву | 2 кВт |
| Разом | 6 кВт |
Це вже на межі. Тому дивіться в паспорт інвертора, яку потужність він віддає на навантаження, і рахуйте не лише бойлер, а й те, що вмикається одночасно з ним. На форумах власників 6-кВт інверторів описують саме такі випадки: бойлер на 2 кВт, увімкнений поверх навантаження будинку, виводить інвертор у захист. Окремо про те, як захистити ввідний автомат від перевантаження, читайте в статті Вибиває ввідний автомат.
Скільки сонця потрібно на один бак
Подивімось, скільки панелей «працює» на воду. За розрахунком PVGIS для Луцька (нахил 35°, південний захід) 1 кВт панелей дає в середньому на добу:
| Місяць | Виробіток на 1 кВт панелей |
|---|---|
| Червень | ≈4,5 кВт·год |
| Квітень | ≈3,9 кВт·год |
| Жовтень | ≈2,2 кВт·год |
| Грудень | ≈0,75 кВт·год |
Бак на 100 л потребує ≈5,2 кВт·год на добу, тож надлишку потрібно приблизно стільки, скільки кіловат-годин на воду. Якщо розкласти це на потужність панелей, яка має лишатися вільною від іншого споживання:
- влітку для цього вистачає близько 1,2 кВт панелей;
- у жовтні близько 2,3 кВт;
- у грудні близько 7 кВт.
Висновок для більшості станцій: влітку надлишку на бойлер вистачає з запасом, а взимку сонця на воду практично немає. Тому зимою варто мати запасний шлях: нагрів від мережі за нічним тарифом. Про це докладно в статті Нічний тариф для бойлера й зарядки.
Цифри орієнтовні й залежать від вашого розташування, орієнтації та тіней.
ТЕН для змінного чи постійного струму
Якщо бойлер живиться через інвертор, то підходить звичайний ТЕН на 220 В, який уже в бойлері. Спеціальний ТЕН під постійний струм потрібен лише тоді, коли панелі підключено прямо до нього або через DC-контролер: його напруга має відповідати напрузі панелей. Порівняння цих двох підходів, вартість і обмеження DC-системи розібрано в статті Контролер нагріву води від сонця.
Як із цим працює Barnex
Barnex керує потужністю бойлера залежно від надлишку, який бачить в інверторі, і для цього йому важливо знати потужність ТЕНа:
- Паспортна потужність кожного бойлера задається в налаштуваннях (за замовчуванням 2000 Вт); її варто змінити на ту, що вказана на вашому бойлері.
- Плавне керування доступне там, де бойлер підключений через SSR: потужність підлаштовується під надлишок. Для навантаження через звичайне реле діє просте правило: від 50% потрібної потужності воно вмикається повністю, нижче вимикається. Тому для реле особливо важливо не брати ТЕН більший, ніж зазвичай дає ваш надлишок.
- Кілька бойлерів отримують сонце за чергою або порівну, а заповнений бак пропускається: Кілька бойлерів на одній СЕС.
- Захист ввідного автомата стежить за струмом імпорту з мережі й першим зменшує бойлер.
Як Barnex знаходить надлишок на інверторі без датчика струму, читайте в статті Нульовий експорт і нагрів від сонця.
Обмеження варто знати. Barnex Lite працює з інвертором Deye, потрібен режим пріоритету виходу SUB, а для нагріву води потрібен вузол бойлера. Barnex не обмежує потужність виходу інвертора, коли мережі немає (автономний режим): тут відповідальність за запас лежить на вас.
Чек-ліст перед підключенням
- Знайдіть шильдик бойлера: потужність ТЕНа, напруга, об'єм бака.
- Порахуйте струм: потужність / 230 В.
- Перевірте лінію: переріз кабелю й автомат на цю потужність.
- Додайте до бойлера все, що вмикається разом із ним, і порівняйте з потужністю інвертора.
- Прикиньте вільну потужність панелей влітку й взимку (за PVGIS чи за власними даними).
- Вирішіть, чим гріти взимку: нічним тарифом чи нічим.
Часті питання
- Бойлер скільки ват споживає? Залежить від ТЕНа: найчастіше 1,5–2 кВт, тобто 1500–2000 Вт, і лише під час нагріву.
- Скільки ампер тягне бойлер на 2 кВт? Близько 8,7 А при 230 В.
- Чи потягне мій інвертор бойлер? Так, якщо сума бойлера й усього, що вмикається разом із ним, не перевищує вихідну потужність інвертора. Дивіться паспорт.
- Який бойлер краще для СЕС? Той, у якого потужність ТЕНа відповідає вашому надлишку, а бак добре тримає тепло. Об'єм підбирають за потребою в гарячій воді.
- Чи потрібен спеціальний ТЕН? Для підключення через інвертор ні, а для підключення панелей напряму так.
Коротко
- Бойлер споживає потужність ТЕНа, зазвичай 1,5–2 кВт (6,5–8,7 А), і лише під час нагріву.
- Бак на 100 л потребує близько 5,2 кВт·год на нагрів з 15 до 60 °C, тобто 2,6 години на 2 кВт.
- Влітку для цього вистачає близько 1,2 кВт вільних панелей, у жовтні близько 2,3 кВт, у грудні близько 7 кВт.
- Потужність ТЕНа має відповідати надлишку, а сума навантажень не має перевищувати вихід інвертора.
- Barnex використовує паспортну потужність бойлера й керує нею за надлишком. Його можна забронювати.