Специфика функционирования трехфазных инверторов для солнечных систем, подключенных к сети

Как работает однофазный сетевой инвертор?

Обычно такой инвертор оснащен одним или двумя MPPT-контролерами, которые оптимизируют мощность солнечных панелей. Далее встроенный преобразователь меняет постоянный ток на переменный, синхронизированный с сетью, и подает энергию в систему. Более подробную информацию про контроллеры вы можете найти в статье "Солнечные контроллеры ". 

• На каждый MPPT можно подключить отдельную солнечную батарею.

• Некоторые модели с двумя трекерами позволяют использовать только один вход, оставляя второй незадействованным.

Особенности трехфазного инвертора

В зависимости от мощности, такой инвертор может иметь от 1 до 4 MPPT-трекеров (чаще всего 2). Они также отслеживают максимальную мощность, но энергия поступает на трехфазный инвертор, который распределяет ее по фазам с соблюдением сдвига.

Ключевое отличие

• Один трехфазный инвертор — равномерно распределяет мощность солнечных батарей между фазами.

• Три однофазных инвертора — каждый работает независимо, и если подключенные к ним панели имеют разную мощность, ориентацию или освещенность, нагрузка на фазы будет неравномерной.

Таким образом, выбор зависит от задач: для балансировки фаз лучше трехфазная модель, а для гибкости управления генерацией — три однофазных.

Сравнение стоимости трехфазного и однофазных инверторов

Обычно один трехфазный инвертор обходится дешевле, чем три однофазных аналогичной мощности. Это связано с оптимизацией конструкции и компонентов в трехфазных устройствах. Подробнее про инверторы вы можете найти здесь. 

Основные факторы, влияющие на стоимость:

• Корпус – один вместо трех, хотя трехфазный может быть крупнее и прочнее, что иногда увеличивает его цену.

• MPPT-трекеры – в трехфазной модели их обычно 1-2, тогда как в трех однофазных будет минимум 3.

• Преобразователь DC-AC – трехфазный инвертор содержит не менее 6 силовых ключей (мостовая схема), а в каждом однофазном их может быть 2 или 4.

• Дисплей и коммуникации – один экран и один модуль связи вместо трех в случае с однофазными устройствами.

Однако на практике разница в цене может быть несущественной из-за особенностей конкретных моделей. Рекомендуется сравнивать актуальные предложения в каталогах. Если требуется ограничение подачи излишков энергии в сеть, стоимость трехфазного инвертора с делимитером может оказаться выше, чем трех однофазных без такой функции. В некоторых случаях комплект из трех однофазных инверторов становится выгоднее. В России многие сетевые инверторы оснащены функцией ограничения выдачи излишков электроэнергии в сеть. В отличие от США и Европы, где такие ограничения не требуются, местные условия делают эту опцию востребованной. Раньше, когда действовали повышенные тарифы на "зеленую" энергию, вся выработанная мощность направлялась в сеть, а потребление учитывалось отдельным счетчиком. Однако сегодня ситуация иная: сбытовые компании оплачивают отданные киловатт-часы по заниженным ставкам. В ответ на это западные производители (SMA, Steca, Fronius, ABB и др.) выпустили дополнительные модули, ограничивающие выдачу излишков. Но эти решения не обеспечивают полного блокирования избыточной генерации и работают с задержкой. Например, немецкие инверторы допускают передачу до 30% излишков, поскольку часть энергии либо компенсируется, либо оплачивается.

В России выгодно подключать солнечные электростанции по Закону о микрогенерации, позволяющему использовать сеть как "бесплатный аккумулятор": днем излишки отдаются в сеть, а ночью или в пасмурную погоду — забираются обратно. Без такого оформления владельцу СЭС, скорее всего, придется платить за отданную энергию, так как стандартные счетчики учитывают ее как потребленную (это мера против хищения электроэнергии).Не все могут оформить микрогенерацию, поэтому для российского рынка существуют инверторы с функцией снижения выработки при избытке энергии. Для этого после домашнего счетчика устанавливается датчик тока, передающий данные контроллеру инвертора. При обнаружении излишков система за 2 секунды корректирует генерацию, сводя их к нулю. Эта функция встроена в однофазные инверторы SofarSolar и Deye, а для трехфазных требуется дополнительное устройство — ARPC или специальный счетчик. В новых моделях регулировка мощности осуществляется через счетчик, что повышает надежность: он определяет не только силу тока, но и направление потока энергии.

Для однофазных инверторов функция ограничения уже включена в стоимость (нужно лишь установить токовое кольцо и настроить систему). Для трехфазных потребуются дополнительные затраты на ARPC или двунаправленный счетчик. Подробнее о различиях в точности регулировки — по ссылке. Таким образом, современные решения позволяют гибко управлять генерацией, минимизируя финансовые потери и повышая эффективность солнечных электростанций.

В каких случаях целесообразно использовать трёхфазный инвертор?

Существуют ситуации, когда установка одного трёхфазного инвертора оказывается более выгодной. Рассмотрим основные из них:

1. Невозможность разделения солнечной батареи на три равные части – если система не позволяет равномерно распределить мощность между фазами.

2. Необходимость равномерного распределения энергии по всем трём фазам – чтобы избежать перекоса в сети.

3. Желание минимизировать количество оборудования – хотя это спорное преимущество, некоторые предпочитают один инвертор вместо трёх.

4. Повышенные требования к входному напряжению – трёхфазные инверторы обычно мощнее и поддерживают более высокое напряжение.

5. Полное использование генерации без ограничений – если вся вырабатываемая энергия потребляется локально, нет нужды в искусственном ограничении мощности.

6. Возможность возврата излишков в сеть – при наличии двунаправленного счётчика с раздельным учётом потребления и отдачи энергии.

Когда предпочтительнее три однофазных инвертора?

1. Индивидуальное управление излишками по фазам – если нагрузка распределена неравномерно и меняется в течение дня.

2. Разные условия работы сегментов солнечной батареи – при наличии модулей с различной ориентацией, затенением или углами наклона, когда каждому нужен отдельный MPPT-трекер.

3. Повышенная отказоустойчивость системы – если важно сохранить работоспособность части системы при выходе из строя инвертора или солнечных панелей на одной из фаз.

Этот вариант обеспечивает гибкость и надёжность в условиях неоднородной нагрузки или сложной конфигурации солнечных батарей.