Сетевой инвертор: 3-фазный или 1-фазный?

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 27 ноября, 2023

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.

Топология однофазного сетевого фотоэлектрического инвертора с 1 MPPT трекером
Топология однофазного сетевого фотоэлектрического инвертора с 1 MPPT трекером

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.

Как устроен трехфазный сетевой инвертор с 2 MPPT трекерами
Топология трехфазного сетевого фотоэлектрического инвертора с 2 MPPT трекерами

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. 1 корпус вместо 3. Здесь есть оговорка — корпус 3-фазного инвертора может быть большим и усиленным, и потому дорогим. Нужно сравнивать конкретные модели.
  2. MPPT трекеров, скорее всего, меньше. В 3-фазном будет 1 или 2, а в 3 однофазных, как минимум 3
  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.
  4. 1 дисплей вместо 3
  5. 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.

Steca Smart Energy Meter
Steca Smart Energy Meter

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:

  1. Нельзя разбить солнечную батарею на 3 одинаковых части
  2. Нужно равномерно распределять мощность от СБ по 3 фазам
  3. Очень хочется иметь 1 ящик вместо 3 (сомнительное преимущество)
  4. Нужно увеличить входное напряжение от СБ (3-фазные обычно мощнее и, как следствие, высоковольтнее)
  5. Нет необходимости ограничивать генерацию энергии инвертором, вся энергия будет потребляться локально
  6. 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?

  1. Нужно регулировать ограничение излишков энергии по каждой фазе. Нагрузка по фазам распределена неравномерно, и эта неравномерность меняется в течение дня
  2. 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
  3. 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.

Способы соединения солнечных панелей в 3 фазных и однофазных системах с сетевыми инверторами
Способы соединения солнечных панелей в 3 фазных и однофазных системах: а) 3-фазный инвертор с 1 солнечной батареей b) несколько однофазных стринг-инверторов на 1 фазе c) несколько микроинверторов на 1 фазе d) оптимизаторы на каждой паре модулей, выходы оптимизаторов подключены к 3-фазному инвертору

 

 

Эта статья прочитана 18496 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 10000
    Сетевой инвертор — это просто!Солнечный 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
    Сетевые инверторы - FAQЧто такое сетевой фотоэлектрический солнечный инвертор, как правильно подобрать солнечные панели для сетевого инвертора, как увеличить мощность сетевой системы с фотоэлектрическими инверторами - ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите на этой странице
  • 10000
    Соответствие СБ сетевому инверторуПравильный 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
    Типы солнечных электростанцийКлассификация солнечных фотоэлектрических электростанций - Автономные, соединенные с сетью, резервные. Солнечные батареи в системах электроснабжения.
  • 55
    Методы построения гибридных системМетоды 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
    Соединенные с сетью системыРассматриваются принципиальные схемы построения систем электроснабжения с солнечными батареями. Подключение солнечных батарей через сетевые инверторы к батарейным инверторам, через солнечные контроллеры заряда. Особенности различных систем и рекомендуемое оборудование.
Реклама

14 комментариев “Сетевой инвертор: 3-фазный или 1-фазный?

  1. Артём Ответ

    могут ли 3 однофазных инвертора питать трёхфазную нагрузку?

    • solarhome Автор записиОтвет

      Если вы спрашиваете о сетевых фотоэлектрических инверторах — то да, могут. Сдвиг фаз задает сеть.

  2. Владислав Ответ

    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.

    • solarhome Автор записиОтвет

      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).

    • solarhome Автор записиОтвет

      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

  3. Юрий Ответ

    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

    • solarhome Автор записиОтвет

      Сетевые инверторы в общем случае можно параллелить любые и в любых количествах.

  4. Дмитрий Ответ

    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…

    • solarhome Автор записиОтвет

      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.

      • Роман Ответ

        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)

        • solarh Автор записиОтвет

          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.

  5. Евгений Ответ

    Можно установить 1фазный инвертор на 5 кВт если по договору с РЕСом у нас (3фазная сеть) 8квт? Или нужно обязательно 3 инвертора?

    • pvp Автор записиОтвет

      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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *