Особенности работы трехфазных фотоэлектрических сетевых инверторов
Условия для полного или частичного копирования
Нас часто спрашивают, в чем отличия 3-фазных и 1-фазных сетевых солнечных инверторов? Какой сетевой инвертор лучше ставить в 3-фазную систему — 1 трехфазный или 3 однофазных?
Вот типичный вопрос:
При наличии трёхфазной сети — можно ли использовать три однофазных инвертора (сетевых или гибридных) — на каждую фазу по одному — или обязательно иметь именно трёхфазный инвертор?
Короткий ответ: Конечно, можно. И даже лучше установить 3 однофазных инвертора, если нужно ограничивать излишки генерации.
Разберем подробнее отличия в работе систем с трехфазным и однофазными сетевыми солнечными инверторами. Для начала нужно понимать, как устроен солнечный сетевой инвертор.
В общем случае в 1-фазном солнечном инверторе есть 1 или 2 MPPT трекера, которые отслеживают точку максимальной мощности солнечной батареи, затем стоит инвертор, которые преобразует постоянный ток в переменный, синхронизированный с сетью. С этого инвертора энергия направляется в сеть.
На каждый MPPT трекер можно подключить свою солнечную батарею. Многие инверторы с 2 MPPT трекерами позволяют задействовать только 1 трекер, т.е. подключить СБ только к 1 входу.
В 3-фазном сетевом инверторе, в зависимости от его мощности, может быть от 1 до 4 MPPT трекеров (обычно 2). Эти трекеры также отслеживают ТММ и направляют энергию на вход постоянного тока 3-фазного инвертора. Этот сетевой инвертор подключается к фазам сети и, тем самым, синхронизирует фазы со сдвигом.
Поэтому основное отличие 3 однофазных инверторов от 1 трехфазного будет в том, что 1 трехфазный распределяет энергию от всей солнечной батареи равномерно между фазами. В случае 3 однофазных инверторов мощность на выходе каждого инвертора будет колебаться в зависимости от выдаваемой подключенной к его входу солнечной батареи. Если мощность СБ разная и/или каждая СБ ориентирована или освещена по-разному, то, соответственно, будет отличаться поставляемая по разным фазам мощность.
Что дешевле — 1 трехфазный сетевой инвертор или 3 однофазных?
В общем случае, 3-фазный инвертор той же мощности должен стоить дешевле, чем 3 однофазных. Это обусловлено тем, что на всех этапах преобразований трехфазные модели оптимизированы.
- 1 корпус вместо 3. Здесь есть оговорка — корпус 3-фазного инвертора может быть большим и усиленным, и потому дорогим. Нужно сравнивать конкретные модели.
- MPPT трекеров, скорее всего, меньше. В 3-фазном будет 1 или 2, а в 3 однофазных, как минимум 3
- DC-AC преобразователь. В 3-фазном минимум 6 силовых ключей (мостовая схема), в каждом однофазном может быть 2 или, скорее всего, 4 (мостовая схема) силовых ключа.
- 1 дисплей вместо 3
- если есть коммуникации — то 1 коммуникационный модуль вместо 3 в 3 однофазных.
На практике может быть так, что даже у одного производителя разница в цене будет незначительна, по разным причинам. Смотрите цены в нашем Интернет-магазине для разных моделей и мощностей сетевых инверторов для сравнения.
Если нужно ограничивать отдачу излишков энергии в сеть, то разница в цене уменьшается. Вплоть до того, что 3 однофазных могут быть дешевле 1 трехфазного с делимитером (ограничителем отдачи излишков солнечной электроэнергии в сеть).
Излишки солнечной электроэнергии — что с ними делать?
Большинство продающихся на российском рынке сетевых фотоэлектрических инверторов могут ограничивать отдачу энергии в сеть. В США, Европе и многих других странах это не актуально, поэтому там продаются инверторы без ограничения отдачи излишков солнечной энергии в сеть. Наоборот, во времена, когда действовали повышенные закупочные тарифы на генерируемую солнечными батареями энергию, вся генерация от солнечных инверторов передавалась в сеть, а потребление было через другой счетчик.
Сейчас ситуация изменилась, и отдавать энергию в сеть стало не так выгодно. Почти везде в мире платят за отданные кВт*ч цену ниже розничной. Поэтому для инверторов западных производителей появились дополнительные (опциональные) устройства, которые могут ограничивать отдачу энергии в сеть. Но так как особого вреда от отдачи в сеть излишков энергии нет, системы для брендовых инверторов (SMA, Steca, Fronius, ABB и др.), которые ограничивают отдачу в сеть, не могут полностью ограничить отдачу излишков в сеть и обладают большой инерционностью. Например, немецкие производители допускают отдачу до 30% излишков в сеть — ведь все равно их или зачтут, или за них заплатят.
Стоят такие опции дорого, и в большинстве случаев задачу исключения или ограничения отдачи излишков солнечной электроэнергии в сеть дешевле и проще решить с помощью специального универсального контроллера Wattrouter. Подробнее об этом контроллере — на сайте www.wattrouter.ru
В России выгодно отдавать излишки солнечной электроэнергии в сеть, если подключить солнечную энергоустановку к сетям в рамках «Закона о микрогенерации«. В этом случае электрические сети можно использовать как бесплатный аккумулятор практически неограниченной емкости — днем вы отдаете излишки в сеть, а вечером и ночью, или в пасмурную погоду — забираете эту энергию из сетей бесплатно. Если этого не сделать, владельцу солнечной батареи, скорее всего, придется платить за отданную в сеть электроэнергию, потому что обычные электрические счетчики в России считают отданную в сеть энергию как потребленную. Так электрические сети «борются» с воровством электроэнергии.
Не все могут оформить свою солнечную электростанцию в рамках Закона о микрогенерации. Поэтому для российского рынка у нас есть сетевые инверторы, которые могут снижать генерацию при появлении излишков энергии. Для этого после счетчика энергии в доме ставится датчик тока, который передает данные инвертору (точнее, контроллеру излишков инвертора). Если есть излишки, инвертор снижает генерацию таким образом, чтобы снизить их до нуля. Период отклика — около 2 секунд.
Такую функцию имеют все инверторы SofarSolar и Deye. В однофазные инверторы эта функция встроена, для трехфазных она реализована при помощи отдельного устройства — ARPC. В новых моделях инверторов ограничение реализовано при помощи специального счетчика, который отслеживает излишки и дает команду инвертору на снижение генерации.
Если есть излишки энергии, как они ограничиваются?
Есть важное отличие в реализации ограничения генерации излишков в 3-фазных и 1-фазных инверторах.
Трехфазные снижают генерацию по всем 3 фазам, даже если излишки только на 1 фазе. Например, у вас трехфазный инвертор мощностью 15 кВт. Если у вас на 1 фазе нагрузка 0 Вт, а на 2 других фазах потребление по 5 кВт, то контроллер снизит генерацию солнечного инвертора до 0, несмотря на то, что солнечные батареи могут вырабатывать 10 или даже 15 кВт мощности.
В случае 3 однофазных инверторов они будут работать независимо — ограничение генерации будет только на 1 фазе, 2 других будут выдавать по 5 кВт. Потребление будет минимизировано по каждой фазе отдельно.
Для однофазных инверторов SofarSolar и Deye функция ограничения входит в стоимость инвертора, т.к. контроллер излишков встроенный, необходимо только установить после главного счетчика токовое кольцо и настроить инвертор. Для трехфазных потребуется докупить ARPC или специальный двунаправленный трехфазный счетчик, которые управляют генерацией сетевого инвертора, а это дополнительные расходы. Есть разница в точности регулировки мощности при наличии излишков. См. подробнее здесь.
В новых моделях однофазных сетевых инверторов также можно использовать специальный счетчик, который дает команду на снижение генерации инвертору при наличии излишков солнечной электроэнергии. Такое ограничение более надежное, потому что счетчик, в отличие от токового кольца, может определять направление передачи энергии, а не только изменение значения тока.
Когда нужен 3-фазный инвертор?
Бывают ситуации, когда выгоднее все же ставить один 3-фазный инвертор. Перечислим их:
- Нельзя разбить солнечную батарею на 3 одинаковых части
- Нужно равномерно распределять мощность от СБ по 3 фазам
- Очень хочется иметь 1 ящик вместо 3 (сомнительное преимущество)
- Нужно увеличить входное напряжение от СБ (3-фазные обычно мощнее и, как следствие, высоковольтнее)
- Нет необходимости ограничивать генерацию энергии инвертором, вся энергия будет потребляться локально
- Излишки можно отдавать в сеть, т.к. установлен двунаправленный счетчик энергии (с раздельным учетом потребляемой и отдаваемой в сети энергии).
Когда лучше 3 однофазных инвертора?
- Нужно регулировать ограничение излишков энергии по каждой фазе. Нагрузка по фазам распределена неравномерно, и эта неравномерность меняется в течение дня
- Солнечная батарея разбита на сегменты, ориентированные к солнцу под разными углами, с разными условиями затенения и т.п. — то есть когда нужно для каждого сегмента свой MPPT трекер
- Нужно обеспечить частичную работоспособность системы при выходе инвертора или солнечной батареи на одной из фаз
Для удобства мы собрали различия одно- и трехфазных инверторов в таблицу
Параметр | 1-фазный | 3-фазный |
Ограничение генерации излишков энергии | независимо по каждой фазе | ограничивается на всех фазах, даже на тех, где излишков нет |
Контроллер излишков | встроен в инверторы SofarSolar и Deye, работа по токовому кольцу или по сигналу от специального двунаправленного счетчика. | внешнее устройство, производители выпускают контроллер только для своих инверторов. В последних моделях появилась возможность ограничения по сигналу от специального двунаправленного счетчика, при этом точность и надежность регулирования повысилась. |
Распределение мощности СБ между фазами | независимое, отдельная солнечная батарея для каждого инвертора на фазе | мощность СБ делится поровну между фазами |
Количество MPPT трекеров | 1-2 на фазу | обычно 2-3 на всю систему |
Надежность | При выходе из строя 1 инвертора 2 других продолжают работать | Выход из строя инвертора означает прекращение генерации по 3 фазам |
Если у вас остались вопросы — задавайте их в комментариях ниже. Пожалуйста, делитесь статьей в социальных сетях — для вашего удобства есть кнопки различных соцсетей в начале статьи.
Эта статья прочитана 18496 раз(а)!
Продолжить чтение
- 10000Солнечный сетевой инвертор: для чего нужен и как работает? Развитие альтернативной энергетики и стимулирование властями данного направления привело к массовой установке сетевых инверторов в обычных домохозяйствах, которые генерируют электроэнергию из возобновляемых источников (ВИЭ). Солнечный инвертор является важной частью любой солнечной…
- 10000
- 10000Правильный выбор солнечной батареи для сетевого инвертора Правильная и эффективная работа солнечного инвертора определяет эффективность работы всей солнечной энергосистемы, потому что именно инвертор преобразует постоянный ток от солнечных батарей в переменный ток, потребляемый нагрузкой. Нас часто спрашивают, как должны соотноситься…
- 10000
- 55Методы построения гибридных автономных и резервных систем электроснабжения Каргиев В.М., кандидат технических наук, Компания "Ваш Солнечный Дом" Доказано, что гибридные системы электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии являются экономически обоснованным решением проблемы электрификации в сельской местности и в других районах,…
- 55
могут ли 3 однофазных инвертора питать трёхфазную нагрузку?
Если вы спрашиваете о сетевых фотоэлектрических инверторах — то да, могут. Сдвиг фаз задает сеть.
Могут ли три однофазных инвертора работать от одного массива батарей и какие тогда зарядные токи нужно выставлять по отношению если бы был подключён один инвертор? Напряжения заряда и режимы работы я так понимаю должны быть одинаковыми.
Про какие «батареи» вы говорите? Солнечные или аккумуляторные? Исходя из того, что вы спрашиваете в комментарии к статье про сетевые (а значит, безаккумуляторные) инверторы, вы имели ввиду солнечные батареи. В таком случае ответ «нет». Солнечные батареи должны подключаться каждая к своему сетевому инвертору (или солнечному контроллеру).
В вопросе речь идет про АКБ.
Для сетевых инверторов АКБ не предусмотрены. Поэтому ваш вопрос не относится к топику. Задавайте ваш вопрос на нашем форуме или в статье про батарейные инверторы
если была станция на 6 квт, а хотят увеличить мощность до 15 квт. Можно ли включить два инвертора паралельно (чтоб не выкидать старый) или надо только один ? Спасибо
Сетевые инверторы в общем случае можно параллелить любые и в любых количествах.
Если стоит трёхфазный двунаправленный счётчик Энергомера СЕ308….DLP будет ли вестись учёт отдачи энергии в сеть, если установить сетевой инвертор на одну фазу или три однофазных на каждую фазу. Ведь нагрузка и соответственно излишки никогда не бывают одинаковыми по фазам на одной может идти генерация, а на другой реверс счётчик ведёт учет раздельно по каждой фазе наверное? Прокомментируйте…
Если 3 однофазных, то устанавливаются отдельные токовые кольца на каждую фазу, и излишки будут регулироваться отдельно по фазам. Счетчик учитывает токи на каждой фазе раздельно, конечно, и потом их суммирует.
Вопрос также о том, будет ли один однофазный инвертор отдавать излишки генерации в сеть и будет ли происходить учёт генерации именно по этой фазе двунаправленным счётчиком? Ведь однофазный инвертор поднимает напряжение что бы отдать излишки, а трёхфазный инвертор сдвигает фазы (если я не ошибаюсь)
Однофазный инвертор отдает в сеть в свою фазу. Как учитывается эта отдача — зависит от счетчика, а не от инвертора. Есть трехфазные счетчики, которые считают данные по всем 3 фазам суммарно, а есть, которые по каждой фазе отдельно. По поводу сдвига фаз — инвертор не сдвигает фазу. 3-х фазный точно так же поднимает напряжение немного на каждой фазе.
Можно установить 1фазный инвертор на 5 кВт если по договору с РЕСом у нас (3фазная сеть) 8квт? Или нужно обязательно 3 инвертора?
Технически можно.Можете устанавливать на 1 фазу, не обязательно на все 3 сразу. Главное, чтобы не было перекоса фаз, а также, чтобы вы не отдавали в сеть больше, чем разрешает вам РЭС. Учтите, что пока РЭС неохотно оформляет подключение солнечных электростанций физлиц к сетям, закон о микрогенерации еще не заработал. По факту РЭС, ввиду отсутствия нормативных актов, саботирует исполнение этого закона, заставляя собственников проходить полную процедуру технологического присоединения, которая этим законом предусматривается упрощенная и бесплатная.
Поэтому, скорее всего, в РЭС вы пока оформить подключение не сможете.