Průvodce 3fázovými měniči: Typy, dimenzování a jak vybrat ten správný pro Solar

Třífázové napájení je standardní dodávka ve většině evropských domácností, dílen a komerčních budov a mění téměř každé rozhodnutí v solárním designu. Třífázový střídač odebírá stejnosměrnou elektřinu z fotovoltaického pole nebo bateriové banky a dodává ji jako vyvážený třífázový střídavý proud, takže systém může přímo provozovat třífázové zátěže, rovnoměrně je exportovat do sítě a udržovat fázové proudy v mezích stanovených provozovatelem sítě. Ať už specifikujete mřížkovou jednotku pro střechu skladu, dodatečnou montáž hybridního měniče do stávající třífázové rozvodné desky nebo stavíte úložný systém pro malý komerční areál, stále se vrací stejná hrstka otázek. Tato příručka vás seznámí s tím, jak tyto měniče fungují, jaké konfigurace jsou dnes k dispozici a jak je správně dimenzovat a chránit.

Co je 3fázový střídač?

Třífázový invertor je výkonové elektronické zařízení, které převádí stejnosměrný vstup na tři samostatné výstupní střídavé křivky, přičemž každý je posunut o 120 stupňů od druhého. V evropské síti 400 V má každá fáze zhruba 230 V vzhledem k nulovému vodiči a 400 V mezi fázemi, přičemž výstup je uzamčen na síťovou frekvenci 50 Hz. Vzhledem k tomu, že tři průběhy jsou symetrické, jejich okamžité proudy se při vyváženém zatížení ruší, což je důvod, proč třífázové motory běží hladce a proč třífázové zařízení potřebuje méně materiálu vodičů k pohybu stejného množství energie.

Rozdíl oproti jednofázovému měniči není jen v počtu výstupních svorek. Třífázová jednotka musí ovládat tři nohy najednou, měřit napětí a proud na každé fázi nezávisle a zůstat stabilní, když zátěž není rozložena rovnoměrně. Tato práce navíc umožňuje napájet velká tepelná čerpadla, dílenské stroje a třífázové nabíječky elektromobilů bez proudového stropu, který vyžaduje jednofázové napájení.

Jak funguje třífázový střídač

MPPT a DC Link

Na straně stejnosměrného proudu jeden nebo více sledovačů bodu maximálního výkonu nepřetržitě hledá napětí a proud, při kterých FV pole produkuje nejvíce. Získaná energie je posílena do stabilizovaného stejnosměrného meziobvodu, typicky několik set voltů u nízkonapěťových hybridních konstrukcí a 400 až 800 V u vysokonapěťových bateriových systémů. S připojenou baterií se toto spojení stane obousměrnou sběrnicí: energie může proudit z FV do baterie, z baterie zpět do invertorového stupně nebo přímo na AC stranu.

Třífázový most

Srdcem střídače je šest spínacích zařízení, dva na výstupní fázi. Vysokofrekvenční PWM přepínání syntetizuje sinusový proud v každé větvi a výstupní filtr vyhlazuje přepínání do čistého tvaru vlny. Smyčka fázového závěsu udržuje výstup přizpůsobený síti ve frekvenci a fázovém úhlu, což je důležité pro bezpečné paralelní i přesné řízení účiníku.

Řízení, monitorování a podpora sítě

Moderní jednotky vrství inteligenci na výkonový stupeň: omezení exportu pomocí CT měřiče, nevyvážené řízení výstupu, záložní přenos pro základní zátěže a vzdálené monitorování přes Wi-Fi, Ethernet nebo 4G. Tyto vlastnosti, více než jmenovité hodnoty, jsou tím, co odděluje dva měniče stejného výkonu v každodenním provozu.

Jedna fáze versus tři fáze: Co se skutečně mění

Níže uvedená tabulka shrnuje praktické rozdíly, které jsou nejdůležitější, když se rozhodujete mezi jednofázovým a třífázovým provedením.

Hlavní typy 3fázových měničů

Třífázové invertory vázané na síť

Nemají žádný bateriový port a jednoduše tlačí FV energii do sítě přes beztransformátorový stupeň. Jsou nejjednodušší a cenově nejvýhodnější možností pro denní výrobu a hodí se na střechy, kde se každá kilowatthodina vyveze nebo spotřebovává na místě při výrobě. Účinnost je obvykle nejvyšší v této třídě a řada sahá od malých 5 kW jednotek až po 80 kW třífázové modely pro komerční střechy.

Deye SUN-10K-G06P3-EU-AM2-P1 650~715 €/ks bez DPH Zobrazit produkt →

Třífázové nízkonapěťové hybridní měniče

Nízkonapěťový hybrid využívá 48 V bateriový blok na DC straně, což z něj činí přirozenou volbu pro dodatečné vybavení a pro projekty, kde jsou bateriové moduly přidávány postupně. Nabíjecí a vybíjecí proudy jsou při stejném výkonu vyšší, takže dimenzování kabelů a výběr pojistek vyžadují pozornost, ale technologie baterií je vyspělá, široce dostupná a snadno se udržuje. Tyto jednotky jsou oblíbené ve větších rodinných domech a malých dílnách, kde již fungují třífázové spotřebiče.

Deye SUN-8K-SG04LP3-EU třífázový hybridní nízkonapěťový invertor 1310~1480€/ks bez DPH Zobrazit produkt →

Třífázové vysokonapěťové hybridní měniče

Vysokonapěťové hybridy pracují s naskládanými bateriovými moduly při 200 až 800 V. Vyšší napětí sběrnice udržuje nízké proudy, takže účinnost a záložní napájení jsou obvykle lepší a instalace zůstává kompaktní, i když kapacita roste z 10 kWh na 60 kWh nebo více. Tento formát nyní specifikuje většina nových rezidenčních a lehkých komerčních úložných projektů, zejména tam, kde musí jediný záložní okruh provozovat tepelné čerpadlo nebo studniční čerpadlo.

Hybridní invertor Deye SUN-12K-SG01HP3-EU-AM2 1150~ 1280 €/ks bez DPH Zobrazit produkt →

All-in-One třífázové úložné systémy

V tomto formátu jsou střídač, bateriové moduly, BMS a často i přepínací zařízení umístěny v jedné skříni s jedinou sadou připojení. Zkracuje se doba instalace, chyby v zapojení jsou vzácnější a výrobce může vyladit celý systém jako jeden produkt. Pro komerční a průmyslové projekty se stejná logika rozšiřuje prostřednictvím třífázových jednotek PCS, statických přenosových přepínačů a kontejnerových bateriových systémů.

Dimenzování 3fázového měniče

Dimenzování začíná u zátěže, nikoli u FV pole. Krátká sekvence udržuje čísla poctivá:

1. Sečtěte trvalé zatížení každé fáze a zkontrolujte, zda žádná fáze nepřekračuje limit nesymetrie povolený střídačem nebo provozovatelem sítě.
2. Porovnejte jmenovitý výkon pole DC se jmenovitým proudem střídače; poměr DC/AC mezi 1,1 a 1,3 je ve většině Evropy normální.
3. Zkontrolujte, kolik vstupů MPPT potřebuje rozvržení střechy, zejména tam, kde řetězce směřují různými směry nebo jsou umístěny v částečném stínu.
4. Dimenzujte baterii na večerní a noční spotřebu, kterou chcete pokrýt, a poté ověřte, zda výkon nabíjení a vybíjení střídače může skutečně přesunout tuto energii v dostupných hodinách.
5. Uveďte záložní zátěže a jejich počáteční rázy a poté ověřte, že je střídač dokáže přenést sám.
6. Použijte faktor snížení teploty, protože jednotka dimenzovaná na 25 stupňů dodá méně v horké místnosti.

Všimněte si rozdílu mezi kW a kVA. Třífázový střídač o výkonu 10 kW s účiníkem 0,8 dodává zdánlivý výkon 10 kVA, což je důležité při přizpůsobení jednotky transformátoru nebo generátoru. Pokud kombinujete úložiště s třífázovou zátěží, otázky kompatibility týkající se napěťových oken, fázového vyvážení a záložního přenosu jsou podrobněji popsány v našem průvodce technickou kompatibilitou pro třífázové systémy skladování energie .

Základy elektroinstalace a ochrany

Třífázová práce ponechává menší prostor pro improvizaci než jednofázová práce, především proto, že neutrální a ochranná zařízení se chovají odlišně.

• Použijte pětižilový kabel a dimenzujte nulový vodič pro nejhorší případ nerovnováhy, nikoli pro nulový proud.
• Vyberte proudová zařízení, která vyhovují charakteristikám svodového proudu střídače; typ A je běžný a některé návrhy vyžadují typ B.
• Nainstalujte DC a AC přepěťovou ochranu na vstupním bodě, zejména na venkovských sítích s venkovním vedením.
• Nainstalujte měřič CT nebo inteligentní měřič tam, kde provozovatel sítě vyžaduje omezení exportu, a před uvedením do provozu ověřte směr odečítání.
• Udržujte zemnící vodič a vyrovnání potenciálů stojanů oddělené od nulového vodiče s jedním definovaným uzemňovacím bodem.

Kde se používají třífázové střídače

• Větší domy s tepelnými čerpadly, třífázovými vařiči nebo dílenským nářadím.
• Malé obchodní prostory, pekárny a dílny, kde v zátěžovém profilu dominují motory.
• Zemědělská zařízení provozující čerpadla, ventilátory a zařízení pro manipulaci s obilím.
• Komerční a průmyslové projekty skladování, které vyžadují tarifní arbitráž a reakci poptávky.
• Nabíjecí rozbočovače EV, kde třífázové AC nabíječky a stejnosměrné baterie čerpají ze stejného zdroje.

Časté chyby při výběru

• Nákup pouze za kW a ignorování okna napětí baterie a nabíjecího výkonu.
• Předpokládejme, že každý třífázový měnič dodává nulový vodič; některé konstrukce svázané mřížkou jsou pouze třívodičové.
• Přehlédnutí limitu fázové nerovnováhy a pak se divit, proč je výstup omezen.
• Zapomeňte na to, že záložní výstup je obvykle omezen na vyhrazenou desku základního zatížení.
• Nezbývá místo pro druhý bateriový modul, který si později vynutí nový střídač.

Často kladené otázky

Může 3fázový měnič běžet na jednofázové napájení?

Ne. Třífázový měnič potřebuje tři živé vodiče s definovaným fázovým vztahem. Pokud je k dispozici pouze jednofázové napájení, použijte místo toho jednofázovou hybridní jednotku nebo se zeptejte provozovatele sítě na třífázový upgrade.

Potřebuje třífázový měnič vždy nulový vodič?

Ne vždy. Některé jednotky napojené na síť jsou navrženy pro třívodičový provoz, ale hybridní a záložní střídače téměř vždy potřebují neutrál pro napájení nesymetrických jednofázových zátěží. Před objednáním zkontrolujte schéma zapojení.

Co je lepší, nízkonapěťová nebo vysokonapěťová baterie?

Vysoké napětí vyhovuje novým instalacím s vyšším záložním výkonem a rostoucí kapacitou, zatímco nízké napětí vyhovuje retrofitům a projektům, kde jsou moduly přidávány krok za krokem. Oba fungují dobře, když je střídač správně sladěn s baterií.

Výběr 3fázového invertoru spočívá ve shodě tří věcí: profilu zatížení na místě, formátu baterie, který hodláte použít, a způsobu, jakým se provozovatel sítě chová, aby se systém choval v bodě připojení. Nechte je zarovnat a zbytek návrhu rychle zapadne na své místo. Pokud byste raději vybrali užší výběr z testovaného katalogu třífázových měničů, hybridních jednotek a odpovídajících sad, pošlete nám podrobnosti o vašem projektu a náš tým se vrátí s konfigurací a cenovou nabídkou.