Jednofazni ili trofazni solarni sustav: Projektni aspekti

Pri projektiranju solarnih sustava jedna od najvažnijih odluka je odabrati jednofazni ili trofazni sustav. Broj faza ne određuje samo način priključenja na mrežu, već utječe i na učinkovitost sustava, vrstu potrebnog pretvarača (invertera) te mogućnosti buduće nadogradnje. Odluka mora uzeti u obzir električne zahtjeve objekta, postojeću infrastrukturu i planove za budućnost, poput punjenja električnih automobila ili korištenja dizalica topline. U ovom članku objašnjavamo što znači trofazni priključak, koje su njegove prednosti, s kakvim se izazovima suočavamo kod proširenja faza, kako pravilno spojiti faze i boje žica te koji se alati koriste u električnoj instalaciji. Predstavit ćemo karakteristike jednofaznih sustava, način rada invertera, kada je bolje prijeći na trofazni sustav, kao i električarske alate potrebne za instalaciju. Na kraju dijelimo i praktične savjete stručnjaka iz SOLARKIT-a koji će vam pomoći donijeti informirane odluke u fazi planiranja

Odabir pravog broja faza: proširenje faza, trofazni priključak, raspodjela potrošnje

Prvo pitanje glasi: ima li postojeća električna mreža jednofazni ili trofazni priključak? U slučaju jednofaznog sustava dovoljan je jednofazni solarni inverter, dok je kod trofaznog sustava preporučljivo koristiti trofazni inverter koji raspoređuje energiju na sve tri faze. Važno je napomenuti da u Mađarskoj, ako snaga sustava prelazi 2,5 kW, može se priključiti na mrežu isključivo preko trofaznog invertera. Prednosti trofaznog sustava uključuju ravnomjerniju raspodjelu opterećenja i mogućnost izgradnje većih sustava. Trofazni sustav omogućuje upotrebu invertera snage do 50 kW, dok je jednofazni sustav obično ograničen na 2,5 kW – što je značajna razlika, posebno za veća kućanstva ili sustave s dizalicama topline i punjenjem električnih automobila. Proširenje faza (prijelaz s 1 na 3 faze) može biti dugotrajan proces: uključuje podnošenje zahtjeva prema pružatelju usluge, izradu novog brojila te dobivanje mrežne suglasnosti, a elektroinstalacijski radovi mogu potrajati i nekoliko mjeseci. Zato je važno na vrijeme započeti pripreme – prije same montaže solarnih panela. Iako je trofazni sustav skuplji, dugoročno (8–10 godina) se isplati zbog veće proizvodnje i učinkovitijeg korištenja mreže.

Što je trofazni sustav i koje su mu prednosti?

Trofazni sustav sastoji se od tri faze izmjenične struje s faznim pomakom od 120°, što osigurava uravnotežen i stabilan dotok energije. Ovo je osobito korisno za industrijske strojeve i kućanske uređaje veće snage. Trofazni sustavi omogućuju veći kapacitet opterećenja, manju fluktuaciju napona i stabilniji rad više potrošača istovremeno.

1 faza ili 3 faze? Mogućnosti i izazovi proširenja

Ako trenutačno imate jednofazni priključak, a želite snažniji sustav, možete zatražiti proširenje na trofazni. To uključuje administraciju, novu brojilnu opremu i proces koji može potrajati više mjeseci, ali dugoročno osigurava učinkovitiju raspodjelu energije. Alternativno rješenje je korištenje frekvencijskog pretvarača, no to je tehnički složenije i manje učinkovito.

Boje faza i ispravan redoslijed boja (3 faze)

U novijim sustavima u Mađarskoj, prema IEC standardu, boje faznih vodiča su sljedeće: L1 – smeđa, L2 – crna, L3 – siva; nula (N) je plava, a zaštitni vodič (PE) je zeleno-žuto prugasti. Održavanje ispravnog redoslijeda faza ključno je za ispravan smjer rotacije rotacijskih strojeva (npr. motora); u drugim krugovima ispravan redoslijed može se provjeriti testiranjem.

Karakteristike i primjena jednofaznih solarnih sustava i pretvarača

Jednofazni solarni sustavi idealni su za obiteljske kuće i manju potrošnju. U tim sustavima inverter pretvara istosmjernu struju koju generiraju solarni paneli u izmjeničnu struju (230 V, 50 Hz, 1 faza), koja se izravno dovodi u kućnu mrežu i šalje prema elektrodistribuciji. U Mađarskoj se ovi inverteri obično koriste za snage do 2,5 kW. Kompaktni su, jednostavni za instalaciju i pristupačni. Važno je usporediti različite modele solarnih invertera.

Priključenje jednofaznog brojila i prenaponske zaštite

Za jednofazne sustave nužno je koristiti dvosmjerno brojilo, jer mjeri i energiju vraćenu u mrežu i onu koju kućanstvo troši – bez njega puštanje sustava u rad nije dopušteno. Osim toga, važno je instalirati uređaj za prenaponsku zaštitu (SPD) radi zaštite od prenapona iz mreže, poput udara groma. Ispravna ugradnja varistora i kombiniranih SPD-ova nakon brojila i osigurača osigurava učinkovitu zaštitu sustava.

Spajanje 3 faze na 1 fazu

Ako je potrebna trofazna potrošnja, a mreža osigurava samo jednofaznu energiju, postoje dvije moguće opcije: Jedna je korištenje tri jednofazna invertera, svaki spojen na zasebnu fazu – međutim, ovo je skupo i složeno rješenje, jer će sustav biti izoliran, s obzirom na to da se mreža može povezati samo na jedan od njih. Druga opcija je korištenje frekvencijskog pretvarača koji pretvara izlaz jednofaznog invertera u trofazni – no, nedostatak je veća složenost i potencijalni gubitak učinkovitosti. Ni jedno ni drugo se ne preporučuje osim ako ne postoji tehnički i ekonomski opravdan razlog.

Smjernice za projektiranje: što i kada odabrati?

Prvi korak pri projektiranju solarnog sustava je detaljno mapiranje profila potrošnje: poznavanje mjesečne i godišnje potrošnje, vršnih opterećenja i energetskih potreba je ključno. Optimalne performanse sustava mogu se jednostavno procijeniti pomoću SolarKit-ovih internetskih kalkulatora. Slijedi odabir odgovarajuće veličine invertera: jednofazni inverter snage 2,5 kW obično je dovoljan za obiteljske kuće, dok se trofazni sustav preporučuje za veće potrebe (npr. električni automobili, dizalice topline). Jednofazni sustav idealan je ako potrošnja električne energije u kućanstvu ne prelazi 3–3,5 kW. Jednostavan je, isplativ i brz za instalaciju. Tijekom ugradnje invertera, osigurajte odgovarajuću prenaponsku zaštitu i dvosmjerno električno brojilo – bez njih sustav neće raditi. Za maksimalnu učinkovitost, odaberite inverter koji optimizira naponski raspon i omogućuje nadzor, poput rješenja marki SolarEdge, Huawei i Deye. Trofazni sustav preporučuje se ako potrošnja redovito prelazi prag od 5 kW. U tom slučaju potrebno je proširenje faza – odnosno konverzija jednofaznog priključka u trofazni. Međutim, to zahtijeva više administracije, ugradnju novih brojila i mrežna odobrenja, što može potrajati tjednima ili čak mjesecima. Glavna prednost trofaznog sustava je uravnoteženo opterećenje i veća maksimalna snaga, što sprječava preopterećenje pojedinih faza. Također je važno uzeti u obzir karakteristike objekta: postoji li dovoljno prostora na krovu za potrebne panele, postoji li zasjenjenje i koje su dimenzije invertera i kabela? Stručnjaci iz SolarKit-a preporučuju projektiranje sustava prema uvjetima na lokaciji. Time se izbjegava predimenzioniranje i osigurava najekonomičniji povrat ulaganja.

Zaključno, ako je vaša potrošnja manja od 5 kW, odaberite jednofazni sustav – brz je, jeftin i jednostavan. Ako planirate veću snagu (npr. dizalica topline, istovremeno punjenje električnog vozila), trebat će vam trofazni sustav radi učinkovitosti i stabilnosti – čak i ako to znači veću početnu investiciju. U oba slučaja ključno je osigurati da je sustav ispravno uravnotežen i zaštićen.

SOLARKIT savjeti za projektiranje

Stručnjaci SOLARKIT-a preporučuju da projektiranje solarnog sustava uvijek započnete analizom trenutne potrošnje: izmjerite koliko vam je energije potrebno na dnevnoj, tjednoj i sezonskoj razini. Ako je vaša potrošnja uglavnom jednofazna (npr. rasvjeta, grijanje, mali kućanski uređaji) i vaša potreba ne prelazi 5 kW, jednofazni sustav je najisplativiji izbor. Međutim, ako vam je potreban veći sustav – primjerice za dizalicu topline, punjenje električnog vozila ili veće kućanske uređaje (perilica rublja, perilica posuđa) – isplati se odlučiti za trofazni sustav, jer on omogućuje niže struje po fazi i sprječava preopterećenja.

Često postavljana pitanja (FAQ)

1. Što je frekvencijski pretvarač i zašto se koristi za konverziju jednofazne u trofaznu struju?

Frekvencijski pretvarač elektronički pretvara izlaz jednofaznog invertera u trofazni. Vrijedi ga koristiti kada je dostupan manji broj faza, ali je potrebno pokretati određene uređaje. Međutim, skuplji je i manje učinkovit u radu.

2. Koja pravila vrijede za snagu jednofaznih invertera u Mađarskoj?

Od 30. travnja 2021., maksimalna dopuštena snaga jednofaznih invertera priključenih na mrežu je 2,5 kW (2,5 kVA). Za veće snage obavezno je korištenje trofaznog sustava.

3. Zašto je važan ispravan redoslijed boja kod trofaznog sustava?

Održavanje ispravnog redoslijeda boja (L1 – smeđa, L2 – crna, L3 – siva) ključno je za pravilan smjer vrtnje rotacijskih strojeva (npr. motora). Pogrešan redoslijed može uzrokovati bučan rad ili oštećenja.

4. Koje su prednosti trofaznog sustava u obiteljskoj kući?

Glavne prednosti: uravnoteženo opterećenje, niža potreba za strujom po fazi, što rezultira stabilnijim i pouzdanijim radom sustava na duži rok.

5. Je li potrebno ugraditi zasebnu prenaponsku zaštitu za jednofazni inverter?

Da, uporaba SPD-a (uređaja za prenaponsku zaštitu) je obvezna jer štiti inverter i kućni električni sustav od prenapona (npr. munje, nestabilnosti napona uslijed preklapanja u mreži).