Солнечные панели зимой: сколько дают в средней полосе

В средней полосе зимой солнечные панели дают в 5–10 раз меньше, чем летом, и это главное ограничение, а не мороз и не снег. В Москве 1 кВт панелей вырабатывает в декабре 13,6 кВт·ч за месяц, в июне 133,3 кВт·ч. Для дома с подключением к сети это терпимо: недостающее берётся из розетки. Для дома без сети зимняя выработка слишком мала, и без генератора не обойтись.

Сколько дают панели по месяцам

Данные взяты из PVGIS (европейский расчётный сервис по спутниковым метеоданным), база ERA5, годы 2005–2023. Параметры: 1 кВт панелей, оптимальный угол наклона для года, ориентация на юг, потери системы 14%. Снег PVGIS не учитывает. В кВт·ч за месяц на 1 кВт панелей:

Город	Дек	Янв	Фев	Июнь	За год	Июнь к декабрю, раз	Дек–фев, % года
Санкт-Петербург	8,0	16,0	39,5	139,6	972	17,4	6,5%
Москва	13,6	24,1	51,7	133,3	1 019	9,8	8,8%
Казань	19,0	31,9	63,6	139,5	1 107	7,3	10,3%
Екатеринбург	28,6	44,0	75,3	130,5	1 101	4,6	13,4%
Новосибирск	34,6	53,6	81,6	140,3	1 203	4,1	14,1%
Краснодар	58,4	68,6	88,2	137,3	1 338	2,4	16,1%
Иркутск	66,9	93,4	123,4	128,2	1 428	1,9	19,9%
Владивосток	123,2	145,1	144,1	105,7	1 523	0,9	27,1%
Мурманск	0,0	0,6	23,3	107,4	708	нет	3,4%

Картина по регионам разная. Чем севернее и чем дальше от востока, тем сильнее провал: в Петербурге июнь выше декабря в 17 раз, в Мурманске в декабре расчёт даёт ноль (полярная ночь и горизонт). На юге и в Иркутске зима щадящая. Во Владивостоке всё наоборот: летом идёт муссон и облачность, и зимой панели дают больше, чем в июне.

Оговорка о точности. Это среднемесячные значения за много лет. В конкретную пасмурную неделю декабря панели дадут меньше, чем среднее. Для Москвы PVGIS с другой базой радиации (спутниковая SARAH3) даёт на декабрь 19,1 кВт·ч на кВт, а не 13,6. Год сходится в пределах 5–8%, зимой разброс между базами заметно больше. Не закладывайте декабрьские цифры без запаса.

Пример: станция 5 кВт под Тверью

Возьмём дом 120 м² под Тверью, станцию 5 кВт. PVGIS для Твери (ERA5): декабрь 11,5 кВт·ч на кВт, январь 20,9, февраль 47,5, ноябрь 20,6, год 976. Потребление дома зимой примем 600 кВт·ч в месяц (допущение: свет, техника, электроплита, без электроотопления).

Месяц	Выработка 5 кВт	Потребление	Закрывает
Ноябрь	103 кВт·ч	600 кВт·ч	17%
Декабрь	58 кВт·ч (1,9 кВт·ч в сутки)	600 кВт·ч	10%
Январь	105 кВт·ч	600 кВт·ч	17%
Февраль	238 кВт·ч	600 кВт·ч	40%

Формула: 5 кВт × 11,5 кВт·ч/кВт = 57,5 кВт·ч за декабрь. Зимой станция даёт десятую часть нужного, а годовая выработка 5 × 976 = 4 880 кВт·ч при годовом расходе 600 × 12 = 7 200 кВт·ч закрывает около двух третей. Станция «в плюс» только с весны по осень. Расчёт окупаемости по месяцам смотрите в статье об окупаемости солнечной электростанции.

Если вы хотите греть дом насосом от панелей, цифры ещё жёстче. Дом 150 м² с тепловым насосом тратит за сезон 5–6 тыс. кВт·ч (расчёт в статье про плюсы и минусы теплового насоса). Станция 5 кВт в Москве за ноябрь–март выдаёт 5 × 219,4 ≈ 1 100 кВт·ч, то есть 18–21% потребления насоса.

Снег: сколько он съедает

Снег на панелях бывает проблемой, но масштаб часто преувеличивают. Исследования из США и Канады (для России не пересчитаны):

испытательный стенд Truckee (Калифорния), 18 месяцев: потери 13% при наклоне 39°, 17% при 24°, 26% у плоской установки;
Calumet (Мичиган), IEEE J. Photovoltaics 2015: 5–12% в год для приподнятых модулей без затенения и 29–34% для модулей у земли;
обзор RSC 2023: в среднем меньше 10% в год, в отдельных работах 3%.

Теперь посмотрите на таблицу выше. В Москве декабрь–февраль дают 89 кВт·ч на кВт из 1 019 в год, то есть 8,8%. Если панели весь декабрь–февраль простоят под снегом, это максимум 8,8% годовой выработки. В Петербурге 6,5%. На юге и востоке доля зимы больше, потеря тоже: в Иркутске до 20%.

Что снижает потери от снега:

Наклон. Чем круче, тем быстрее снег сползает. По PVGIS для Москвы (SARAH3): наклон 60° даёт 932,7 кВт·ч на кВт в год против 972,5 при оптимальных 41°, то есть на 4% меньше, а в декабре 21,9 против 19,1, то есть на 15% больше. Вертикаль (90°) за год теряет 27%, но зимой даёт примерно столько же, сколько 60°.
Высота нижнего края. Приподнятые модули в Calumet теряли 5–12%, лежащие у земли 29–34%: снег наметает вровень с нижним краем.
Рамка и поверхность. Панель без выступающей рамки по нижнему краю сбрасывает снег легче. Это вопрос выбора модели, см. каталог солнечных панелей.

Счищать снег с крыши самому рискованно. Опасное место: скат с наледью. Если чистите, то мягкой щёткой на длинной ручке с земли, без скребков и металла: поцарапанное стекло дороже потерянной выработки.

Мороз: и плюс, и минус

Холод панелям помогает. У Jinko Tiger Neo температурный коэффициент мощности −0,30% на градус относительно +25 °C. При −10 °C панель отдаёт на 35 × 0,30 = 10,5% больше, чем при +25 °C при той же освещённости. PVGIS это уже учитывает. Но освещённость в декабре настолько мала, что плюс незаметен.

Минус другой. Напряжение холостого хода Voc растёт: у Jinko −0,25% на градус. Это опасно для инвертора, если цепочку набрали «впритык». Пример: инвертор Deye SUN-5K-SG05LP1-EU-SM2-P принимает от панелей до 500 В. Панель Neosun 450 Вт в карточке: Voc 49,98 В. Девять панелей последовательно дают 9 × 49,98 = 449,8 В. Кажется, запас есть. Но при −23 °C (расчётная температура Москвы, СП 131.13330.2025) рост по формуле 449,8 × (1 + 0,0025 × 48) = 503,8 В, это уже выше 500 В. Восемь панелей дадут 447,8 В. Коэффициент у панели Neosun возьмите из её паспорта: мы взяли значение Jinko для примера. Электрическую схему станции считает электрик-проектировщик, самому набирать цепочки без расчёта нельзя.

Когда без аккумулятора бессмысленно

Аккумулятор нужен в двух случаях: когда нужен резерв при отключении сети и когда дом автономный. Сетевой инвертор без аккумулятора по требованиям безопасности отключается вместе с сетью, поэтому при аварии света не будет, хотя на крыше светит солнце. Разницу схем разбирает статья сетевая, автономная или гибридная станция.

Теперь самое важное: зимой аккумулятор не решает проблему нехватки энергии. Он только хранит то, что произвели панели. Посмотрите на автономный дом, который тратит 20 кВт·ч в сутки (электроплита, насос, свет, без электроотопления). Сколько панелей нужно, чтобы в декабре покрыть это среднесуточное потребление: 20 ÷ (выработка декабря на 1 кВт, делённая на 31 день).

Город	Выработка в декабре, кВт·ч в сутки на 1 кВт	Панелей нужно на 20 кВт·ч в сутки
Москва	0,44	около 46 кВт
Тверь	0,37	около 54 кВт
Казань	0,61	около 33 кВт
Екатеринбург	0,92	около 22 кВт
Новосибирск	1,12	около 18 кВт
Краснодар	1,88	около 11 кВт
Иркутск	2,16	около 9 кВт

Это без потерь в аккумуляторе и инверторе, а они добавляют ещё 15–20% (допущение). Для Москвы и Твери 45–55 кВт панелей займут 200–250 м² (допущение: панели по 450 Вт, около 2,2 м² на панель), плюс аккумуляторы. Практический вывод: в средней полосе круглогодичная автономия на одних панелях не работает, нужен генератор. Подбор: генератор с автозапуском и план резервного питания.

К тому же аккумулятор сам не любит холода. Заряжать LiFePO4 ниже нуля нельзя: у Victron заряд разрешён от +5 °C, у Deye RW-M6.1 от 0 °C. Ёмкость тоже падает: у Victron 12,8 В / 100 А·ч при +25 °C даёт 100 А·ч, при 0 °C 80, при −20 °C 50. Батарею ставят в тёплое помещение, подробнее в статье как заряжать LiFePO4. Для примера: батарея MUST 51.2-100 хранит 5,12 кВт·ч, а станция 5 кВт в Москве в декабре даёт в среднем 2,2 кВт·ч в сутки (5 × 13,6 ÷ 31). Одну батарею она не успеет зарядить и за два дня.

Ситуация	Аккумулятор
Дом в сети, цель: снизить счёт летом	Не обязателен: станция без него проще и дешевле
Отключения света несколько раз в год, нужен резерв на часы	Нужен гибридный инвертор и аккумулятор на нужные часы, зимой его заряжает сеть
Дача без сети, летом живёте	Нужен, зимой ничего не питается
Дом без сети, живёте круглый год	Панели + аккумулятор + генератор. Панели покрывают лето и весну
Хотите отопить дом панелями зимой	Не получится: зимней выработки не хватит и с аккумулятором

Кому зимняя выработка неважна, а кому критична

Неважна, если дом в сети и вы смотрите на годовой баланс. Зимняя выработка небольшая, но она и стоит недорого: у тех, кто продаёт излишки в сеть, лето даёт основной доход (как продавать электричество в сеть). Критична, если нужна автономия зимой: проектируйте под декабрь и ставьте генератор. Станция только на панелях под зимнюю нагрузку в центре России не получается.

Кому станция не нужна. Если свет не отключают, а потребление небольшое, станция окупается медленно: выгода идёт только с весны по осень. Если надеетесь отапливать дом панелями или жить автономно в декабре без генератора: станция не оправдает ожиданий. Посчитайте комплект для вашего города, прежде чем покупать.

Частые вопросы

Работают ли солнечные панели в мороз?

Работают, и на морозе даже эффективнее: у Jinko Tiger Neo температурный коэффициент −0,30% на градус, при −10 °C прибавка около 10%. Ограничивает не мороз, а короткий день и низкое солнце. В Москве в декабре 1 кВт панелей даёт в среднем 0,44 кВт·ч в сутки.

Работают ли панели под снегом?

Заметно хуже. Тонкий слой снега пропускает свет, плотный полностью закрывает. Потери от снега в американских измерениях колеблются от 3 до 34% в год в зависимости от наклона и высоты установки. Для Москвы зима даёт 8,8% года, поэтому верхний предел потерь ниже.

Можно ли оставить панели на зиму без обслуживания?

Да. Рабочий диапазон температур указан в паспорте панели (в каталоге это поле есть у 63 из 65 моделей), смотрите его нижнюю границу. Чистка снега не обязательна. Крепёж и кабели проверяйте до зимы, это делает монтажник с допуском.

Какой угол наклона лучше для зимы?

Чем круче, тем лучше зимой и хуже летом. По PVGIS для Москвы: 60° даёт в декабре на 15% больше оптимального наклона 41° и теряет 4% за год. Если важна зима, выбирайте 55–60°, если лето и год: около 40°.

Хватит ли аккумулятора, чтобы пережить зиму на панелях?

Нет. Аккумулятор переносит энергию с дня на ночь и на несколько пасмурных дней, но не с лета на зиму. Если нужна автономия зимой, ставят генератор.

Итог

Зимой панели в средней полосе дают 10–20% от летней выработки, но для дома в сети это не мешает: счёт снижает лето. Автономный дом на одних панелях зимой не живёт, нужен генератор.

Источники

ЭДПодготовлено редакцией «Энергодома». Расчёты ориентировочные: мощность и схему подключения подтверждает монтажник на объекте. Как мы пишем и проверяем тексты.

Солнечные панели зимой: сколько вырабатывают в декабре и январе