Электрическая сауна и солнечная станция: потянет ли гибридный инвертор электрокаменку и во что это обойдётся
Электрокаменка мощностью 6–9 кВт — одна из самых тяжёлых нагрузок частного дома. От сети в доме с солнечной станцией она работает нормально, а вот от батареи в режиме резерва — как правило, нет: нужен инвертор с запасом по мощности и батарея, способная отдать такой ток. Летом днём панели заметно снижают стоимость протопки, зимой вечером — почти не снижают. Один сеанс с каменкой 9 кВт обходится примерно в 19 кВт·ч, то есть около 5,7 руб. по тарифу 0,3037 руб./кВт·ч.
Сколько стоит один сеанс
Каменка работает циклами: на разогреве идёт на полную мощность, потом термостат отключает ТЭНы, и в парении средняя загрузка ниже. Возьмём условную картину: каменка 9 кВт, разогрев и парение 3 часа, средняя загрузка 70 %.
- Энергия за сеанс: 9 кВт × 3 ч × 0,7 = 18,9 кВт·ч, около 19 кВт·ч.
- По тарифу 0,3037 руб./кВт·ч (дом с газом): 18,9 × 0,3037 ≈ 5,74 руб.
- По тарифу 0,2581 руб./кВт·ч (дом с электроплитами): 18,9 × 0,2581 ≈ 4,88 руб.
- По дифференцированному тарифу для электроплитных домов в пик 17:00–22:00 — 0,5162 руб./кВт·ч: 18,9 × 0,5162 ≈ 9,76 руб.; в остальное время по ставке 0,1807 — 18,9 × 0,1807 ≈ 3,42 руб.
Сам сеанс стоит недорого. Поэтому вопрос в сауне стоит не «окупится ли станция на ней», а «потянет ли система такую нагрузку и в какое время суток её лучше включать». Если баня используется раз-два в неделю, экономия от солнца на ней — десятки копеек за сеанс, и станцию под неё покупать не стоит. А вот пропускная способность инвертора, батареи и проводки — реальная техническая задача.
Сценарии: когда сауну питает солнце, а когда нет
Оценим выработку станции 10 кВт для Минска по данным PVGIS: в июне 134,3 кВт·ч с 1 кВт, то есть для 10 кВт — 1 343 кВт·ч за месяц или около 45 кВт·ч в сутки в среднем; в декабре 19,1 кВт·ч с 1 кВт, то есть 191 кВт·ч за месяц или около 6 кВт·ч в сутки. Один сеанс на 19 кВт·ч в июне — меньше половины суточной выработки, в декабре — втрое больше суточной.
| Сценарий | Мощность каменки | Откуда энергия | Вывод |
|---|---|---|---|
| Летом днём | 6–9 кВт | Панели покрывают большую часть, остальное из сети | Лучший вариант: сеанс почти бесплатный, нужна лишь достаточная мощность инвертора |
| Летом вечером | 6–9 кВт | Сеть и батарея | Без большой батареи каменка питается из сети, экономия минимальна |
| Зимой | 6–9 кВт | Практически только сеть | Станция почти не помогает, день зимой короткий и слабый |
| В отключение света | 6–9 кВт | Только батарея | Обычно не получится: нужны десятки кВт·ч и ток около 180 А |
Однофазный инвертор и трёхфазная каменка
Каменки мощностью от 6–7 кВт, как правило, трёхфазные: ТЭНы распределены по фазам. Гибридные инверторы бывают однофазные и трёхфазные, и это принципиальный выбор. Однофазный инвертор не может запитать трёхфазную каменку: он выдаёт одну фазу. Если в доме трёхфазный ввод, каменка питается от сети напрямую, а инвертор обслуживает только часть нагрузок; в этом случае солнечная энергия тоже может участвовать — зависит от схемы подключения. Подробно, как выбирать между однофазной и трёхфазной системой, разобрано в статье однофазная или трёхфазная СЭС для дома. Схему всегда определяет проектировщик по паспортам каменки и инвертора.
Ток батареи при 9 кВт
В низковольтной системе напряжение батареи около 51,2 В. Тогда ток от батареи к инвертору при нагрузке 9 кВт:
9 000 Вт ÷ 51,2 В ≈ 176 А (без учёта потерь инвертора; с потерями ещё больше).
Это очень большой ток для батарей бытового класса. Допустимый длительный ток каждого модуля указан в его паспорте. Допустим, он равен 100 А: тогда одного модуля мало, нужно не меньше двух в параллель, а с запасом лучше три и более. Кабели от батареи к инвертору при 176 А должны быть соответствующего сечения и надёжно опрессованы, а подбор сечения — задача электрика. Для оценки сечения можно использовать калькулятор сечения кабеля, но для постоянного тока такой величины окончательный расчёт — за проектировщиком.
Высоковольтные системы справляются с мощностью легче: при напряжении в несколько сотен вольт ток в разы меньше. Но и здесь максимальная выходная мощность инвертора ограничена его паспортом, а каменка 9 кВт должна укладываться в неё с запасом по пуску и по времени.
Почему каменку не заводят на резервную группу
Резервная группа инвертора — отдельный выход, который питается от батареи при пропадании сети. На неё подключают критичные нагрузки: холодильник, освещение, котёл, насос. Мощные тепловые приборы — каменки, электрокотлы, проточные нагреватели — туда не относят, потому что они мгновенно сели бы батарею и вывели бы инвертор в перегрузку. Подробнее — в статье про резервную группу гибридного инвертора. Справедливое правило: баню в отключение света не топят, а всё остальное работает от батареи. Если же нужна именно резервная баня, это отдельный проект, с батареей на десятки кВт·ч, и стоит она значительно дороже, чем экономит.
Похожая ситуация и с мощной варочной поверхностью: сравнение есть в материале про индукционную плиту и гибридный инвертор.
Как сэкономить: сауна днём по солнцу
В тёплое время года самый выгодный способ — топить сауну днём, когда панели дают максимум. Чтобы не следить за часами, нагрузкой можно управлять: таймером, реле или умной розеткой, если они рассчитаны на ток каменки. Для 9 кВт обычные бытовые розетки не подходят — нужны контакторы и релейная схема, собранная электриком. Принципы управления нагрузками описаны в статье про умные розетки и управление нагрузками. Часть каменок поддерживает предварительный нагрев по таймеру: стартовать за час до прихода гостей днём.
Для владельцев дифференцированного тарифа выгода понятна: в выходные и праздники круглые сутки действует минимальная ставка, а в будни пик 17:00–22:00 стоит втрое дороже дневной. Баню лучше не топить в будний вечер по высокой ставке.
Если баня стоит отдельно от дома
Отдельное здание на участке запитывают отдельным кабелем от щита; напряжение и ток в этом кабеле — тот же вопрос сечения и защиты. Разбор схем подключения второго здания есть в материале про второе здание на участке. Если каменка питается от общего ввода, кабель должен быть рассчитан на её ток, а защитные автоматы и УЗО — подобраны по паспорту каменки.
Безопасность и электрика сауны
Парная — влажное, горячее помещение, и требования к электрике в нём жёсткие. Подключение каменки, датчиков, выбор кабеля с нужной термостойкостью и защитных устройств определяются инструкцией изготовителя каменки и выполняются электриком. Самостоятельно прокладывать кабель к каменке и подключать её не стоит. Подключение к станции с батареей — тоже работа специалиста: ошибка на токах порядка 180 А с постоянным напряжением опасна пожаром и ожогами.
Частые вопросы
Можно ли топить баню 9 кВт от гибридного инвертора на 10 кВт?
В режиме от сети с поддержкой панелей — да, если схема подключена правильно и остальные нагрузки дома не добавляют мощности сверх запаса. От батареи в одиночку — обычно нет. Конкретные пределы указаны в паспорте инвертора.
Можно ли частично питать сауну от панелей?
Да, летним днём, когда выработка выше потребления. Панели покроют часть, остальное придёт из сети. Зимой этот эффект минимален.
Нужна ли отдельная батарея специально для сауны?
Как правило, нет: она окупается хуже всего. Каменка раз-два в неделю потребляет много, но редко, и для такой нагрузки гораздо выгоднее брать энергию из сети днём по солнцу.
Что выбрать — каменку 6 кВт или 9 кВт?
Мощность выбирают по объёму парной и инструкции изготовителя. Если систему делают под ограничения инвертора или ввода, каменку меньшей мощности проще подключить, ценой более долгого разогрева. Общий порядок цен на станцию под ключ — на странице о стоимости.