Сценарии зимовки: станция работает или разобрана
Сам мороз станции не страшен: в ясный день при −10 °C панель отдаёт даже больше паспорта. Проблемы начинаются с другого: на неотапливаемой даче панели, АКБ и электроника зимуют по-разному, и итог зависит от схемы — оставляют ли станцию включённой или разбирают. Работающая станция держит батареи под зарядом, но зимой выработка в 4–5 раз ниже июньской. Отключённые свинцовые АКБ с низкой плотностью электролита в мороз замерзают и сульфатируются; кальциевые необслуживаемые теряют на саморазряде около 3 % в месяц, а литиевые LiFePO4 при минусе не заряжаются. Инвертор и контроллер надёжнее забрать в тепло.
Может ли мороз повредить солнечные панели?
Нет: мороз фотоэлектрическим модулям не опасен. Панель вырабатывает ток от света, а не от тепла, и её рабочий диапазон рассчитан производителем на −40 °C и ниже — стекло, рама и разъёмы зимуют без обслуживания. Разрушают панель не градусы, а град, обледенение, снеговая шапка и ветровая нагрузка.
У кристаллического кремния напряжение падает при нагреве — примерно на 0,3 % на каждый градус выше 25 °C. Поэтому в ясный день при −10 °C модуль холоднее паспортных условий и в моменте отдаёт больше номинала. Мешает выработке не мороз, а короткий день, низкое солнце и снег на стекле — подробнее в статье Солнечные панели зимой.
Напряжение холостого хода с понижением температуры растёт: при −25 °C модуль выдаёт на 10–12 % больше паспортного Voc, измеренного при +25 °C. Поэтому строку панелей считают по минимальной температуре региона и сверяют с максимальным входным напряжением MPPT-контроллера или инвертора, оставляя запас 10–15 %. Иначе превышение по входу выведет электронику из строя в первый же морозный рассвет, и гарантийным случаем это не признают. Методика расчёта — в статье Расчёт мощности солнечной электростанции.
Важно запомнить
Мороз бьёт не по стеклу и раме, а по электронике: при −25 °C напряжение холостого хода модуля на 10–12 % выше паспортного, измеренного при +25 °C. Отсюда правило расчёта: строку панелей подбирают по минимальной температуре региона, сверяют с максимальным входным напряжением MPPT-контроллера или инвертора и держат запас 10–15 %. Иначе перегрузка по входу случится в первое морозное утро, а гарантийным случаем это не признают.
Почему зимой выработка станции снижается, хотя мороз панелям не мешает?
Короткий световой день
В декабре светлое время в Крыму вдвое короче июньского. Пиковая отдача длится всего 2–2,5 часа против 10–12 часов летом, поэтому декабрь даёт в 4–5 раз меньше июньской выработки: панель эффективна, но часов у неё просто меньше.
Низкое солнце над горизонтом
Зимой солнце поднимается низко: лучи падают на массив под невыгодным углом и проходят через атмосферу в 4–5 раз более длинный путь, теряя энергию по дороге. Даже ясный полдень даёт заметно меньше, чем летом.
Облачность зимой
Пасмурных дней зимой больше, а сплошная низкая облачность режет приход сильнее летней дымки — вплоть до малых долей от ясного дня. Панель не выключается: фотоэлемент ловит и рассеянный свет, но мощность мала.
Снег на поверхности модулей
Полностью занесённый снегом модуль не получает света вообще, каким бы морозным ни был день: до кремния лучи не доходят. В Крыму на массиве с наклоном от 20° снег обычно сходит сам за день-два, чистить не нужно.
Как тип солнечной станции меняет её работу зимой?
| Параметр | Сетевая | Резервная | Гибридная | Автономная |
|---|---|---|---|---|
| Связь с электросетью | Работает только параллельно с сетью | Сеть — основная, АКБ лишь резерв | Сеть и солнце делят нагрузку | Сети нет, всё от панелей и АКБ |
| Накопитель (АКБ) | АКБ нет, только панели и инвертор | Есть, для резервного питания | Есть, заряжается от сети и солнца | Есть, это единственный источник |
| Отключение сети | Обесточится даже в ясный полдень | Переключится на АКБ за доли секунды | Питает дом от АКБ и панелей | Работает, если заряд сохранился |
| Слабая зимняя генерация | Просто меньше экономии на счёте | Резерв быстрее исчерпается | Зимой живёт от сети, панели — бонус | Риск глубокого разряда и отказа |
| Роль состояния АКБ зимой | Никакая: накопителя нет | Критична: от неё срок резерва | Важна круглый год, зимой особенно | Определяющая: без заряда энергии нет |
Как разные аккумуляторы переносят мороз и зимнее хранение?
| Параметр | Жидкие свинцовые (малосурьмянистые, гибридные) | AGM и GEL | Литиевые (LiFePO4) |
|---|---|---|---|
| Главный зимний итог | Разряженный может замёрзнуть и засульфатироваться | Зимуют заряженными, саморазряд низкий | Разряд переносят, но заряжать на морозе нельзя |
| Ёмкость при −10 °C | Падает на 20–40 %, у разряженного сильнее | Минус 15–25 %, у GEL чуть меньше | Минус 10–20 %, разряд идёт, но BMS следит |
| Ёмкость при −20 °C | Около половины и ниже, отдача вялая | Порядка половины номинала, пуск слабеет | Разряд возможен, отдача заметно ниже |
| Саморазряд в месяц | Высокий: малосурьмянистые к весне разряжены | Низкий: около 3 % в месяц | 2–3 % плюс расход BMS на контроль ячеек |
| Зарядка при минусе | Можно, но ток мал и заряжается плохо | Ограниченно: только заряженный, малым током | Запрещена ниже 0 °C — BMS блокирует заряд |
| Риск замерзания | Есть у разряженного: низкая плотность электролита | Есть, но слабее: плотность падает медленнее | Электролита нет — замерзать нечему |
| Хранение зимой | Дозарядить до 100 %, снять клеммы | Хранить заряженным, в неотапливаемом можно | 50–60 % заряда, лучше в тепле |
| Что сверить в документации | Тип (Ca или Sb), плотность, ток заряда | Температурный режим заряда и хранения | Диапазон заряда, пороги и логику BMS |
Можно ли оставить аккумулятор подключённым к станции на всю зиму?
Оставить аккумулятор подключённым к станции на всю зиму можно — но только если он заряжен, а зимой его что-то подзаряжает. Пока станция работает и держит АКБ под зарядом, снимать её не обязательно. Если подзарядки зимой нет, батарею снимают и хранят отдельно: кальциевые необслуживаемые АКБ, AGM и GEL с зарядом 100% и снятыми клеммами спокойно зимуют в неотапливаемом помещении — саморазряд около 3% в месяц даёт к апрелю потерю 15–20%. Малосурьмянистые разряжаются сильнее и могут не дожить до весны, а LiFePO4 при минусе не заряжается — BMS блокирует заряд.
Работающая станция держит батарею под зарядом, но декабрь даёт в 4–5 раз меньше июньского, и пары пасмурных дней достаточно, чтобы автономная система ушла в глубокий разряд: роутер, камера или сигнализация расходуют энергию круглосуточно, а панели в это время почти ничего не отдают. Поэтому развилку «оставлять или снимать» решают по конкретной системе — по тому, сколько потребляют подключённые устройства и как настроены инвертор и контроллер.
Разряженным АКБ зимовать нельзя: у свинцовых падает плотность электролита, он замерзает, лёд коробит пластины, а параллельно идёт сульфатация — ёмкость потом не возвращается. На хранение батарею ставят заряженной до 100%, литиевую — 50–60% и лучше в тепле. Отключают строго по инструкции производителя: снятие клемм АКБ у подключённых к панелям контроллеров и инверторов — нештатный режим, и гарантия такие случаи не покрывает. Подробнее о ресурсе оборудования станции — в материале срок службы солнечных панелей.
Что проверить перед тем, как закрыть дачу на зиму?
- Зарядите свинцовый АКБ до 100%, снимите клеммы, отключите нагрузку (роутер, камеру). Ca, AGM, GEL теряют к апрелю 15–20%, а разряженный малосурьмянистый замёрзнет и засульфатируется. LiFePO4 храните при 50–60% в тепле.
- Уберите инвертор и контроллер в тепло: мороз с конденсатом выводят электронику из строя. Проверьте панели — микротрещины, крепления, болты. Отключайте массив по инструкции: сначала нагрузку, потом АКБ, потом панели.
Чаще всего заказчики ошибаются в одном: станцию считают по лету, а зимуют наугад. На объекте почти всегда выясняется, что и реальная круглосуточная нагрузка (роутер, камера, сигнализация), и тип АКБ не совпадают с расчётом, а от этого зависит, доживёт ли батарея до весны.
Сырги Николай ВладимировичРуководитель компании
Частые вопросы
Замёрзнет ли аккумулятор на неотапливаемой даче зимой?
Свинцовый — смотря насколько заряжен. Заряженный не замерзает: плотность электролита высокая. При полном заряде зимуют в неотапливаемом помещении и кальциевые, и AGM, и GEL. Разряженный замерзает уже при −15…−20 °C: лёд коробит пластины, идёт сульфатация. У литиевых LiFePO4 электролита нет — замерзать нечему.
Нужно ли снимать солнечные панели на зиму?
Нет. Рабочий диапазон начинается от −40 °C и ниже: стекло, рама и разъёмы зимуют без обслуживания. Демонтируют только ради защиты от кражи или града. Снег на массиве с наклоном от 20° в Крыму сходит сам за день-два.
Как чистить панели от снега?
Мягкой щёткой на телескопической ручке, с земли, сметающим движением сверху вниз. Скребок, лопата, горячая вода, соль и реагенты запрещены: царапину на просветляющем покрытии уже не убрать.
Забирать ли инвертор и контроллер в тепло?
Да: мороз вместе с конденсатом выводят электронику из строя. Отключайте строго по инструкции — сначала нагрузку, потом АКБ, затем панели. Снятие клемм у контроллера, подключённого к панелям, — нештатный режим, гарантия его не покроет.
Сколько энергии даёт станция в декабре?
В 4–5 раз меньше, чем в июне: пик длится 2–2,5 часа против 10–12 летом. Виноваты не градусы, а короткий день, низкое солнце и снег на стекле. Ясный морозный полдень, наоборот, отдаёт больше паспорта.
Можно ли зимой заряжать литиевый аккумулятор?
Ниже 0 °C — нельзя: BMS блокирует заряд, чтобы литий не осаждался на аноде. Разряжаться LiFePO4 при минусе может, но отдаёт на 10–20 % меньше. Станция, работающая зимой на улице, литиевую батарею не зарядит.
Как правильно хранить свинцовые АКБ зимой?
Дозарядить до 100 %, снять клеммы и убрать нагрузку. Кальциевые, AGM и GEL теряют около 3 % в месяц — к апрелю это 15–20 %. Малосурьмянистые с высоким саморазрядом зиму могут не пережить.
Опасен ли мороз −25 °C для панелей?
Для самих модулей — нет. Опаснее рост напряжения: холостой ход поднимается на 10–12 % выше паспортного. Поэтому строку считают по минимуму региона, сверяют с входом MPPT и оставляют запас 10–15 %, иначе морозный рассвет сожжёт контроллер.
Что будет со станцией при отключении сети зимой?
Сетевая обесточится даже в ясный полдень. Резервная переключится на АКБ за доли секунды, гибридная уйдёт на батареи и панели, автономная — если заряд сохранился: двух пасмурных дней хватит для глубокого разряда.
Что сделать перед закрытием дачи на зиму?
Зарядить АКБ, убрать круглосуточную нагрузку (роутер, камеру), увезти инвертор и контроллер в тепло, осмотреть крепления и микротрещины, отключить массив по инструкции. Ёмкость считают по расчёту.
