Vodič za 3-fazni pretvarač: Vrste, veličina i kako odabrati pravi za solarnu energiju

Trofazna struja je standardna opskrba u većini europskih domova, radionica i poslovnih zgrada, i mijenja gotovo svaku odluku u solarnom dizajnu. 3-fazni pretvarač uzima istosmjernu struju iz PV polja ili baterije i isporučuje je kao uravnoteženu trofaznu izmjeničnu struju, tako da sustav može izravno pokretati trofazna opterećenja, ravnomjerno izvoziti u mrežu i održavati fazne struje unutar granica koje je postavio mrežni operater. Bilo da specificirate jedinicu povezanu s mrežom za krov skladišta, naknadno ugrađujete hibridni pretvarač u postojeću trofaznu razvodnu ploču ili gradite sustav za pohranu za malu komercijalnu lokaciju, uvijek se vraća ista pregršt pitanja. Ovaj vodič opisuje kako ovi pretvarači rade, konfiguracije koje su danas dostupne i kako ih pravilno dimenzionirati i zaštititi.

Što je 3-fazni pretvarač?

Trofazni pretvarač je energetski elektronički uređaj koji pretvara istosmjerni ulaz u tri odvojena AC izlazna valna oblika, od kojih je svaki pomaknut za 120 stupnjeva u odnosu na sljedeći. Na europskoj mreži od 400 V, svaka faza nalazi se na otprilike 230 V u odnosu na nulu i 400 V između faza, s izlazom zaključanim na frekvenciju mreže od 50 Hz. Budući da su tri valna oblika simetrična, njihove se trenutne struje poništavaju pod uravnoteženim opterećenjem, zbog čega trofazni motori rade glatko i zašto trofaznoj opremi treba manje materijala vodiča za prijenos iste količine snage.

Razlika u odnosu na jednofazni pretvarač nije samo broj izlaznih stezaljki. Trofazna jedinica mora kontrolirati tri kraka odjednom, mjeriti napon i struju na svakoj fazi neovisno i ostati stabilna kada su opterećenja neravnomjerno raspoređena. Taj dodatni kontrolni rad je ono što mu omogućuje napajanje velikih dizalica topline, radioničkih strojeva i trofaznih EV punjača bez trenutnog ograničenja koje nameće jednofazno napajanje.

Kako radi trofazni pretvarač

MPPT i DC veza

Na strani istosmjerne struje, jedan ili više uređaja za praćenje maksimalne snage neprekidno traže napon i struju pri kojima PV polje proizvodi najviše. Prikupljena energija se pojačava u stabiliziranom istosmjernom međusklopu, obično nekoliko stotina volti u niskonaponskim hibridnim dizajnima i 400 do 800 V u visokonaponskim baterijskim sustavima. S priključenom baterijom ta veza postaje dvosmjerna sabirnica: snaga može teći iz PV u bateriju, iz baterije natrag u stupanj pretvarača ili ravno do AC strane.

Trofazni most

Šest sklopnih uređaja, dva po izlaznoj fazi, čine srce pretvarača. Visokofrekventno PWM preklapanje sintetizira sinusoidnu struju u svakoj grani, a izlazni filtar uglađuje valovitost sklopke u čisti valni oblik. Fazno zaključana petlja održava izlaz usklađenim s mrežom u frekvenciji i faznom kutu, što je važno i za sigurno paralelno povezivanje i za preciznu kontrolu faktora snage.

Kontrola, nadzor i podrška mreži

Moderne jedinice stavljaju inteligenciju na vrh stupnja napajanja: ograničenje izvoza putem CT mjerača, neuravnotežena izlazna kontrola, rezervni prijenos za osnovna opterećenja i daljinski nadzor preko Wi-Fi-ja, Etherneta ili 4G. Ove značajke, više od nazivne pločice, ono su što razdvaja dva pretvarača identične snage u svakodnevnom radu.

Jednofazni u odnosu na trofazni: Što se zapravo mijenja

Tablica ispod sažima praktične razlike koje su najvažnije kada se odlučujete između jednofaznog i trofaznog dizajna.

Glavne vrste 3-faznih pretvarača

Mrežni trofazni pretvarači

Oni nemaju priključak za baterije i jednostavno guraju PV energiju u mrežu kroz stupanj bez transformatora. Oni su najjednostavnija i najisplativija opcija za dnevnu proizvodnju i odgovaraju krovovima gdje se svaki kilovat-sat izvozi ili troši na licu mjesta dok je proizveden. Učinkovitost je obično najveća u ovoj klasi, a raspon se kreće od malih jedinica od 5 kW do trofaznih modela od 80 kW za komercijalne krovove.

Deye SUN-10K-G06P3-EU-AM2-P1 650~715 €/kom bez PDV-a Pogledajte proizvod →

Trofazni niskonaponski hibridni pretvarači

Hibrid niskog napona koristi bateriju od 48 V na istosmjernoj strani, što ga čini prirodnim izborom za naknadne ugradnje i za projekte u kojima se baterijski moduli dodaju postupno. Struje punjenja i pražnjenja veće su za istu snagu, pa je potrebno obratiti pozornost na dimenzioniranje kabela i odabir osigurača, ali baterijska tehnologija je zrela, široko dostupna i laka za servisiranje. Ove jedinice su popularne u većim obiteljskim kućama i malim radionicama koje već pokreću trofazne kućanske aparate.

Deye SUN-8K-SG04LP3-EU trofazni niskonaponski hibridni pretvarač 1310~1480€/kom bez PDV-a Pogledajte proizvod →

Trofazni visokonaponski hibridni pretvarači

Visokonaponski hibridi rade s naslaganim baterijskim modulima na 200 do 800 V. Viši napon sabirnice održava struju niskom, pa su učinkovitost i pomoćna snaga obično bolji, a instalacija ostaje kompaktna čak i kada kapacitet raste s 10 kWh na 60 kWh ili više. Ovo je format koji većina novih stambenih i lakih komercijalnih skladišnih projekata sada navodi, posebno tamo gdje jedan pomoćni krug mora pokretati toplinsku pumpu ili pumpu za bunar.

Deye SUN-12K-SG01HP3-EU-AM2 hibridni pretvarač 1150~ 1280 €/kom bez PDV-a Pogledajte proizvod →

Trofazni sustavi za pohranu sve u jednom

U ovom formatu pretvarač, baterijski moduli, BMS i često preklopni uređaj nalaze se u jednom ormariću s jednim setom priključaka. Vrijeme instalacije se smanjuje, greške u ožičenju postaju sve rjeđe, a proizvođač može ugoditi cijeli sustav kao jedan proizvod. Za komercijalne i industrijske projekte, ista logika se širi kroz trofazne PCS jedinice, statičke prijenosne sklopke i kontejnerske baterijske sustave.

Dimenzioniranje 3-faznog pretvarača

Dimenzioniranje počinje s opterećenjem, a ne s PV poljem. Kratka sekvenca održava brojke poštenima:

1. Zbrojite kontinuirano opterećenje svake faze i provjerite da niti jedna faza ne prelazi granicu neuravnoteženosti koju dopušta pretvarač ili mrežni operater.
2. Usporedite ocjenu istosmjerne struje s ocjenom izmjenične struje pretvarača; omjer istosmjerne i izmjenične struje između 1,1 i 1,3 normalan je u većini Europe.
3. Provjerite koliko MPPT ulaza treba za tlocrt krova, posebno tamo gdje su žice okrenute u različitim smjerovima ili su u djelomičnoj sjeni.
4. Dimenzionirajte bateriju oko večernje i noćne potrošnje koju želite pokriti, zatim potvrdite da snaga punjenja i pražnjenja pretvarača zapravo može premjestiti tu energiju u raspoloživim satima.
5. Navedite rezervna opterećenja i njihove početne prenapone, zatim provjerite može li ih pretvarač sam nositi.
6. Primijenite faktor smanjenja temperature, budući da će jedinica s nazivnom temperaturom od 25 stupnjeva isporučiti manje u prostoriji s vrućim postrojenjem.

Obratite pažnju na razliku između kW i kVA. Trofazni pretvarač od 10 kW s faktorom snage 0,8 isporučuje 10 kVA prividne snage, što je važno kada jedinicu spajate s transformatorom ili generatorom. Ako kombinirate pohranu s trofaznim opterećenjima, pitanja kompatibilnosti oko prozora napona, ravnoteže faza i rezervnog prijenosa detaljnije su obrađena u našem tehnički vodič za kompatibilnost za trofazne sustave za pohranu energije .

Osnove ožičenja i zaštite

Trofazni rad ostavlja manje prostora za improvizaciju nego jednofazni rad, uglavnom zato što se neutralni i zaštitni uređaji ponašaju drugačije.

• Upotrijebite peterožilni kabel i dimenzionirajte nulu za najgori slučaj neravnoteže, a ne za nultu struju.
• Odaberite uređaje za zaostalu struju koji odgovaraju karakteristikama curenja istosmjerne struje pretvarača; tip A je uobičajen, a neki dizajni zahtijevaju tip B.
• Postavite DC i AC zaštitu od prenapona na ulaznoj točki, posebno na ruralnim mrežama s nadzemnim vodovima.
• Instalirajte CT mjerač ili pametni mjerač tamo gdje mrežni operater zahtijeva ograničenje izvoza i provjerite smjer očitanja prije puštanja u rad.
• Držite vodič za uzemljenje i izjednačavanje potencijala regala odvojenim od neutralne, s jednom definiranom točkom uzemljenja.

Gdje se koriste trofazni pretvarači

• Veće kuće s toplinskim pumpama, trofaznim štednjacima ili alatima za radionice.
• Mali poslovni prostori, pekare i radionice gdje motori dominiraju profilom opterećenja.
• Poljoprivredna postrojenja s pumpama, ventilatorima i opremom za rukovanje žitaricama.
• Komercijalni i industrijski skladišni projekti koji zahtijevaju tarifnu arbitražu i odgovor na potražnju.
• Čvorišta za punjenje električnih vozila, gdje trofazni AC punjači i DC pile crpe iz istog napajanja.

Uobičajene pogreške pri odabiru

• Kupnja samo na kW i ignoriranje prozora napona baterije i snage punjenja.
• Pod pretpostavkom da svaki trofazni pretvarač daje nultu; neki dizajni vezani uz mrežu su samo trožilni.
• Previdjeti granicu neravnoteže faza, a zatim se pitati zašto je izlaz smanjen.
• Zaboravljamo da je backup output obično ograničen na namjensku ploču za osnovna opterećenja.
• Ne ostavljajući mjesta za drugi baterijski modul, što prisiljava novi pretvarač kasnije.

Često postavljana pitanja

Može li 3-fazni pretvarač raditi na jednofaznom napajanju?

Ne. Trofazni pretvarač treba tri vodiča pod naponom s definiranim odnosom faza. Ako je dostupna samo jednofazna opskrba, umjesto toga upotrijebite jednofaznu hibridnu jedinicu ili pitajte mrežnog operatera o nadogradnji na trofaznu.

Treba li trofazni pretvarač uvijek neutralni?

Ne uvijek. Neke jedinice povezane s mrežom dizajnirane su za trožilni rad, ali hibridni pretvarači i pretvarači s rezervnim napajanjem gotovo uvijek trebaju neutralni priključak za napajanje neuravnoteženih jednofaznih opterećenja. Provjerite dijagram ožičenja prije naručivanja.

Što je bolje, niskonaponska ili visokonaponska baterija?

Visoki napon odgovara novim instalacijama s većom rezervnom snagom i rastućim kapacitetom, dok niski napon odgovara naknadnim ugradnjama i projektima gdje se moduli dodaju korak po korak. Oba rade dobro kada je pretvarač ispravno usklađen s baterijom.

Odabir 3-faznog pretvarača svodi se na usklađivanje triju stvari: profila opterećenja na licu mjesta, formata baterije koji namjeravate koristiti i načina na koji mrežni operater želi da se sustav ponaša na mjestu spajanja. Poravnajte ih i ostatak dizajna brzo će doći na svoje mjesto. Ako biste radije ušli u uži izbor iz testiranog kataloga trofaznih pretvarača, hibridnih jedinica i odgovarajućih kompleta, pošaljite nam svoje podatke o projektu a naš tim će se vratiti s konfiguracijom i ponudom.