Особенности работы трехфазных фотоэлектрических сетевых инверторов

Нас часто спрашивают, в чем отличия 3-фазных и 1-фазных сетевых солнечных инверторов? Какие инверторы лучше ставить в 3-фазную систему — 1 трехфазный или 3 однофазных?

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 инверторами. Для начала нужно понимать, как устроены эти инверторы.

На каждый 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 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.

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).

Подавляющее большинство продающихся на рынке сетевых фотоэлектрических инверторов не могут ограничивать отдачу энергии в сеть. В США, Европе и многих других странах это не актуально. 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

Сейчас ситуация изменилась, и отдавать энергию в сеть стало не так выгодно. Почти везде 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, в любом случае, владельцу солнечной батареи не нужно платить за отданную в сеть электроэнергию, как это есть сейчас в России. Поэтому системы для брендовых инверторов (SMA, Steca, 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

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. В однофазные инверторы эта функция встроена, для трехфазных она реализована при помощи отдельного устройства — ARPC

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 функция ограничения входит в стоимость инвертора, т.к. контроллер излишков встроенный. Для трехфазных потребуется докупить ARPC, это дополнительные расходы. Есть разница в точности регулировки мощности при наличии излишков. См. подробнее здесь.

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).

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 внешнее устройство, производители выпускают контроллер только для своих инверторов Распределение мощности СБ независимое мощность СБ делится поровну между фазами Количество MPPT трекеров 1-2 на фазу обычно 2 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: 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