Панелей больше, чем берёт инвертор: отдельный MPPT-контроллер на батарею или второй инвертор
Если у гибридного инвертора исчерпаны входы или допустимая мощность по панелям, дополнительные панели подключают одним из трёх способов: через отдельный MPPT-контроллер прямо на батарею (связь по постоянному току), через сетевой инвертор на стороне переменного тока (AC-связь) или заменой на инвертор большей мощности. Выбор определяют напряжение батареи, время, когда вы тратите энергию, и то, должна ли система работать при отключении сети. Подключение и допустимые схемы — только по руководству изготовителя вашего инвертора, монтаж делает электрик.
Сначала проверьте, не хватает ли перегрузки по постоянному току
Прежде чем покупать оборудование, выясните, действительно ли панелей «слишком много». Большинство гибридных инверторов допускают, что мощность панелей на входе выше номинальной мощности инвертора: излишек просто срезается в моменты пиковой выработки, а утром и вечером инвертор работает на полезной мощности. В разумных пределах такая перегрузка по DC даже выгодна, потому что в пасмурную погоду и зимой панели реже выдают пик. Предел перегрузки и максимальный ток на вход задаёт изготовитель в паспорте инвертора; превышать его нельзя. Как рассуждать о соотношении мощностей, разобрано в статье про DC/AC ratio.
Если срез в пиках небольшой и случается в основном летом в полдень, добавлять оборудование не нужно. Если же упирается не мощность, а число входов или максимальный ток входа, перегрузкой вопрос не решить.
Таблица: три способа и чем они различаются
| Способ | Как подключается | Работает ли без сети | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|---|---|
| MPPT-контроллер на батарею 48 В | Панели идут на контроллер, контроллер — на шины батареи по постоянному току | Да, заряжает батарею независимо от сети | Нет двойного преобразования, батарея заряжается напрямую | Нужен контроллер под напряжение и профиль заряда LiFePO4, согласование с BMS; растёт ток на шинах батареи |
| Сетевой инвертор на AC-вход или выход гибридного | Дополнительный инвертор подаёт переменный ток, гибридный видит его как источник | Только если гибридный инвертор формирует сеть и умеет управлять сетевым; без сети нужны ограничения мощности | Любое место для панелей, можно взять обычный сетевой инвертор | Двойное преобразование при зарядке батареи, регулировка частотой, сложнее настройка и защита |
| Замена на инвертор большей мощности | Старый инвертор снимают, ставят новый с другими входами | Да, как у обычного гибридного | Единая система, один пульт и мониторинг | Самая дорогая; стоимость старого инвертора теряется; часто требует новой настройки батареи |
MPPT-контроллер на батарею 48 В
Это самый «чистый» способ расширения, если вам важно, чтобы дополнительные панели работали и без сети. Контроллер получает энергию от своих панелей и заряжает батарею; гибридный инвертор о нём не знает и просто видит растущее напряжение батареи. Важных условий несколько.
- Напряжение и профиль заряда. Контроллер должен быть рассчитан на ваше напряжение батареи (48 В номинально, у LiFePO4 из 16 ячеек — 51,2 В) и иметь настройку заряда под литий: напряжения поглощения и отсечки задаются по документации на батарею.
- Согласование с BMS. Батарея с собственной системой управления может разрешать заряд ограниченным током. Если инвертор общается с батареей по CAN или RS485 и управляет зарядом, а контроллер «не слышит» эту связь, он может ударить по батарее током, который BMS не допускает. Поэтому суммарный ток заряда от всех источников не должен превышать значение из паспорта батареи.
- Ток шин и защита. Контроллер подключается через собственный автомат или предохранитель на шины батареи; сечения кабеля и номиналы подбирают по максимальному току.
- Тепло и холод. Заряд LiFePO4 ниже нуля градусов запрещён; если батарея стоит в неотапливаемом помещении, контроллер не должен заряжать холодную батарею.
Как подбирать контроллер по току и напряжению панелей, написано в статье про выбор контроллера заряда по току, а модели — в разделе «Солнечные контроллеры заряда».
AC-связь: сетевой инвертор рядом с гибридным
При AC-связи дополнительные панели подключают к обычному сетевому инвертору, а его выход — на сторону переменного тока гибридной системы. Это удобно, когда новые панели находятся далеко, на другой крыше, или когда уже есть сетевой инвертор. Нюансы: при пропадании сети сетевой инвертор сам отключается, а при работе от батареи гибридный инвертор формирует «свою» сеть, и сетевой инвертор может подключиться к ней. Чтобы не перегрузить систему, мощность дополнительных панелей ограничивают: когда батарея полная, а нагрузка мала, гибридный инвертор поднимает частоту, и сетевой инвертор снижает мощность. Всё это настраивается и допускается не у всех моделей, поэтому смотрите руководство. Подробно схема описана в статье про AC-coupled накопитель к готовой станции, а общее сравнение DC и AC — в разборе про DC-coupled и AC-coupled.
Условный пример: инвертор 6 кВт, панелей 8 кВт, хочется ещё 4 кВт
Допустим, у вас гибридный инвертор на 6 кВт, на входах 8 кВт панелей, батарея 51,2 В. Вы хотите добавить ещё 4 кВт панелей.
- Проверка перегрузки. Панелей уже 8 кВт к 6 кВт инвертора, это соотношение около 1,33. Если в паспорте допустимая мощность по входам не превышена, добавлять на те же входы ещё 4 кВт нельзя — общая мощность 12 кВт вдвое выше номинала, и вы будете срезать много энергии.
- Вариант с контроллером. 4 кВт панелей на MPPT-контроллер: ток заряда батареи при 51,2 В — порядка 4 000 / 51,2 ≈ 78 А (условно, пиковый). Для батареи на 100 А·ч это слишком много одновременно с зарядом от инвертора: по паспорту батареи допустимый ток заряда часто ниже. Значит, либо батарей нужно больше, либо контроллер надо ограничить по току.
- Вариант с сетевым инвертором. 4 кВт сетевого инвертора на выходе гибридного работают днём на нагрузку дома. Излишек уходит в батарею через гибридный инвертор, но ограничен его мощностью зарядки. Без сети придётся ограничивать мощность частотой.
- Вариант с заменой. Инвертор на 10–12 кВт с запасом по входам. Дороже, но проще в эксплуатации.
Вывод из примера: если вашей нагрузке нужна энергия днём, а батарея небольшая, проще AC-связь или замена; если важно заряжать батарею даже в условиях без сети, подходит контроллер с достаточной ёмкостью аккумулятора. Прежде чем решать, прикиньте, сколько этой энергии вы реально используете: калькулятор накопителя поможет оценить нужную ёмкость.
Что учесть в щите и защите
- Каждый новый источник получает собственные защитные аппараты: автомат на переменном токе или предохранитель на постоянном, разъединитель, защиту от перенапряжений.
- Кабели рассчитывают по суммарному току, а не по «примерно подойдёт».
- Схему станции после изменений обновляют, особенно если она согласована с энергоснабжающей организацией: добавление источника иногда требует повторного согласования.
- Все изменения вносят в документацию, чтобы при сервисе было понятно, что подключено.
О том, как расширять станцию в целом — панели и батарею вместе, — написано в статье про расширение станции. Если нужен подбор под ваш инвертор и батарею, оставьте заявку через контакты.
Частые вопросы
Можно ли просто подключить дополнительные панели к свободному входу?
Можно, если у инвертора есть свободный вход и не превышены допустимые ток и мощность по паспорту. Если входов нет, нужен один из трёх способов из таблицы.
Подойдёт ли любой MPPT-контроллер?
Нет. Он должен быть рассчитан на напряжение вашей батареи, иметь профиль заряда для LiFePO4 и ограничение тока, согласованное с батареей.
Что лучше для дачи без сети: контроллер или сетевой инвертор?
Если система работает автономно, контроллер на батарею проще и надёжнее. Сетевой инвертор потребует настройки по частоте и допускается не всеми гибридными моделями.
Нужно ли согласовывать расширение?
Если станция была согласована и её мощность или схема меняется, уточните это у энергоснабжающей организации до начала работ.