Egyfázisú vagy háromfázisú napelem rendszer: Tervezési szempontok

A napelemes rendszerek tervezésénél az egyik legfontosabb döntés, hogy egyfázisú vagy háromfázisú rendszerre van-e szükség. A fázisszám nemcsak a hálózatra való csatlakozás módját határozza meg, hanem befolyásolja a rendszer hatékonyságát, a szükséges inverter típusát, valamint a későbbi bővítési lehetőségeket is. A döntés során figyelembe kell venni az ingatlan elektromos igényeit, az elérhető infrastruktúrát, valamint a jövőbeli fejlesztési terveket, mint például elektromos autó töltés vagy hőszivattyú használata.

A cikkben sorra vesszük, hogy mit jelent a háromfázisú bekötés, milyen előnyei vannak, milyen kihívásokat rejt a fázisbővítés, hogyan történik a helyes színsorrend és a bekötés, valamint a villanyszerelési eszközök is sorra kerülnek. Bemutatjuk az egyfázisú rendszerek sajátosságait, az inverterek működését és azt is, mikor érdemes inkább háromfázisra váltani. Végül a SOLARKIT szakértői gyakorlati tanácsait osztjuk meg, hogy a tervezés során megalapozott döntést hozhass.

A fázisszám helyes megválasztása: fázisbővítés, 3 fázis bekötése, elosztása a lakásban

Az elsődleges kérdés, hogy a meglévő elektromos hálózat egyfázisú vagy háromfázisú-e. Egyfázisú rendszer esetén elegendő lehet egy egyfázisú napelem inverter telepítése, háromfázis esetén viszont célszerű háromfázisú invertert alkalmazni a három fázis bekötése során.

Fontos tudni, hogy ha a rendszer teljesítménye meghaladja a 2,5 kW-ot, a szabályozás szerint már csak háromfázisú inverter használható Magyarországon a hálózatra történő csatlakozáshoz. A háromfázisú rendszer előnyei között szerepel a terhelés jobb elosztása és a nagyobb rendszerméret engedélyezése. 

Emellett egy háromfázisú rendszerrel akár 50 kW inverter teljesítmény is engedélyezett, míg egyfázison jellemzően 2.5 kW körül korlátozódik – ez komoly különbség például nagyobb háztartások vagy hőszivattyús, EV-töltős korszerűsítések esetén.

A fázisbővítés (1 fázisról 3 fázisra történő „átállás”) hosszabb folyamat lehet: szolgáltatóhoz történő igényléssel, új mérőhely kialakítással és hálózati hozzájárulással jár, és akár hónapokat is igénybe vehet a villanyszerelés befejezése.

Ez komoly előkészítést igényel, hiszen a napelem telepítése előtt kell elindítani. Gazdasági szempontból ugyan drágább a háromfázisú rendszer, de hosszú távon (8–10 év alatt) megtérül a nagyobb termelés és a hatékonyabb hálózati használat révén.

Mit jelent a 3 fázis és mik az előnyei?

A háromfázisú rendszer három váltakozó fázisból áll, amelyek 120°-os fáziseltolódással működnek – ez biztosítja a folyamatos, kiegyensúlyozott energiát, emiatt ipari és nagyobb háztartási berendezések esetén előnyösebb. A háromfázis több teherbírást tesz lehetővé, kevesebb a teljesítményingadozás, és akár több fogyasztó is stabilabban üzemeltethető rajta.

1 fázis vagy 3 fázis? Az átalakítás és a fázisbővítés lehetőségei és kihívásai

Ha jelenleg egyfázisú csatlakozásod van, de nagyobb teljesítményű rendszert szeretnél, dönthetsz a fázisbővítés mellett – ilyenkor háromfázisú csatlakozásra váltás történik. Ez a szolgáltatóhoz tett igényléssel, új mérőhely kialakításával és akár hónapokig tartó folyamatokkal jár, viszont hosszú távon hatékonyabb energiaelosztást eredményez . Alternatív megoldás lehet frekvenciaváltó 1 fázisból 3 fázis használata is, de ez komplex és kevésbé hatékony út.

3 fázis színek és a helyes színsorrend

Magyarországon az újabb rendszerekben az IEC szabvány szerint a fázisvezetők színei: L1 – barna, L2 – fekete, L3 – szürke; a nulla (N) kék, a föld (PE) zöld‑sárga csíkos. A fázissorrend tartása elsősorban a forgó gépek (pl. motorok) helyes forgásirányához kritikus; más áramköröknél teszteléssel ellenőrizhető, melyik sorrend működik megfelelően.

Egyfázisú napelemes rendszerek és inverter jellemzői, alkalmazási területei

Az egyfázisú napelemes rendszerek ideálisak családi házak és kisebb fogyasztói igények esetén. Ezekben az rendszerekben az inverter a panelek által termelt egyenáramot váltakozó árammá (230 V, 50 Hz, 1 fázis) alakítja, amely közvetlenül a háztartási hálózatra és a szolgáltatóhoz továbbítódik. Magyarországon jellemzően 2,5 kW teljesítményig használhatók ilyen inverterek, melyek kompakt méretűek, egyszerűbben telepíthetők, és kedvezőbb árfekvésűek. A napelem inverterek összehasonlítása kulcsfontosságú lehet.

Egyfázisú fogyasztásmérő és túlfeszültség levezető bekötése

Az egyfázisú rendszerhez elengedhetetlen egy kétirányú mérő használata, amely a visszatáplált és vételezett energiát is méri – enélkül nem engedélyezett az üzembe helyezés. Ezenfelül a túlfeszültség‑levezető (SPD) beépítése fontos a hálózati túlfeszültségek, például villámcsapások elleni védelem érdekében. A varisztoros és kombinált SPD‑k megfelelő elhelyezése a mérő és az áramvédő kapcsoló után biztosítja a rendszer hatékony védelmét.

3 fázis bekötése 1 fázisra

Ha háromfázisú fogyasztásra van szükség, de a hálózat csak egyfázist biztosít, két megoldás jöhet számításba. Az egyik a három egyfázisú inverter alkalmazása, mindegyiket külön fázishoz kötve – azonban ez költséges és komplex, hiszen ez szigetüzem lesz, mivel a hálózat csak az egyikhez tud csatlakozni.. A másik lehetőség egy frekvenciaváltó használata, amely az egyfázisú inverter kimenetét alakítja át háromfázisúvá; hátránya viszont a nagyobb bonyolultság és potenciális hatáscsökkenés. Mindkettő ritkán ajánlott, amennyiben nincs műszakilag és gazdasági szempontból is indokolt igény.

Tervezési irányelvek: mikor, mit érdemes választani?

A napelemes rendszer megtervezésekor elsőként a fogyasztási profil alapos feltérképezése szükséges: havi és éves vételek, csúcsidők, valamint energiaszükségletek ismerete nélkülözhetetlen. A SolarKit online kalkulátorai segítségével egyszerűen megbecsülhető az optimális rendszer teljesítménye.Ezt követően a megfelelő méretű inverter megválasztása következik: családi házaknál jellemzően 2,5kW-os egyfázisú inverter elegendő, míg magasabb igényekhez (pl. elektromos autó, hőszivattyú) háromfázisú rendszer javasolt.

Egyfázisú rendszer ideális, ha a háztartás teljesítménye nem haladja meg az 3-3,5 kW-ot. Egyszerű, költséghatékony és gyors telepítést tesz lehetővé. Az inverter beépítésekor gondoskodni kell a megfelelő túlfeszültség-védelemről és a kétirányú fogyasztásmérő elhelyezéséről – ezek nélkül a rendszer nem üzemeltethető . A maximális hatásfok érdekében érdemes olyan invertert választani, amely képes feszültségtartomány- és monitoringoptimalizációra – ilyenek többek között a SolarEdge, Huawei és Deye megoldásai.

Háromfázisú rendszer akkor javasolt, ha a fogyasztás rendszeresen meghaladja az 5 kW-os küszöbértéket. Ilyenkor a fázisbővítés – vagyis az egyfázisú csatlakozás háromfázisúvá alakítása – szükséges. Ez azonban komolyabb adminisztrációt, új mérőhely kialakítását és hálózati engedélyeket igényel, akár heteket, de akár hónapokat is igénybe vehet . A háromfázisú rendszer nagy előnye a kiegyensúlyozott terhelés és magasabb maximális teljesítmény, amely révén elkerülhető a fázisonkénti túlterhelés.

Emellett fontos figyelembe venni az épület adottságait is: rendelkezésre áll-e tetőfelület a szükséges panelek számára, van‑e árnyékolás, illetve az inverter és vezetékek méretezése. A SolarKit szakértői azt javasolják, hogy ezekre a helyszíni adottságokra építve tervezd a rendszert. Így elkerülhető a túlméretezés és biztosítható a leggazdaságosabb megtérülés.

Összességében: ha 5 kW alatti igényed van, válassz egyfázist – gyors, kis költség, egyszerűség. Ha ennél nagyobb teljesítményt tervezel (pl. hőszivattyú, elektromos autó egyidejű használata), akkor háromfázisú rendszerre van szükség a hatékonyság és stabilitás miatt – még ha ez nagyobb kezdeti befektetéssel is jár. Mindkét esetben elengedhetetlen a rendszer kiegyensúlyozott méretezése és a megfelelő védelem megléte.

SOLARKIT tanácsok a tervezéshez

A SOLARKIT szakértői azt ajánlják, hogy napelemes rendszer tervezésénél mindig kezdj az aktuális fogyasztásanalízissel: mérd fel, milyen teljesítményre van szükséged naponta, heti és szezonálisan. Ha a fogyasztásodat jellemzően egyfázison belül intézed (pl. világítás, fűtés, kisméretű háztartási eszközök), és 5 kW alatt marad a teljesítményigény, akkor egyfázisú rendszer a költséghatékony választás.

Ha azonban nagyobb rendszerre van szükség – például hőszivattyú, elektromos autó töltése vagy nagyobb háztartási gépek (mosó-, mosogatógép) miatt – érdemes a háromfázisú rendszer mellett dönteni, mert ez képes alacsonyabb áramterhelést biztosítani egy-egy fázisra, és elkerülhetők a túlterhelések.

GYIK (GYIK – gyakran ismételt kérdések)

1. Mi az a frekvenciaváltó, és miért használják egyfázisból háromfázisba?

A frekvenciaváltó elektronikusan átalakítja az egyfázisú inverter kimenetét háromfázisúvá. Akkor érdemes alkalmazni, ha kevés a fázis, de szükség van olyan fogyasztók működtetésére: azonban ez drágább és hatását tekintve kevésbé hatékony.

2. Milyen szabályok vonatkoznak az egyfázisú inverterek teljesítményére Magyarországon?

2021. április 30-tól egyfázisú inverter esetén legfeljebb 2,5 (2,5 kVA) teljesítmény engedélyezett a hálózatra csatlakozáshoz. E felett háromfázisú rendszer használata kötelező.

3. Miért fontos a helyes színsorrend a háromfázisú rendszerben?

A helyes színsorrend (L1 barna, L2 fekete, L3 szürke) betartása létfontosságú a forgó gépek (pl. motorok) megfelelő forgásiránya miatt. Hibás sorrend esetén zajosabb működés vagy károsodás is bekövetkezhet.

4. Milyen előnyei vannak a háromfázisú rendszernek egy családi otthoni rendszerben?

Fő előnyei: kiegyensúlyozott terhelés, kevesebb fázisonkénti áramigény, így hosszabb távon stabilabb és megbízhatóbb rendszerbiztonságot eredményez.

5. Kell-e külön túlfeszültség-levezetőt telepíteni egyfázisú inverter esetén?

Igen, az SPD (túlfeszültség-levezető) használata kötelező, hiszen megvédi az invertert és a háztartás elektromos rendszerét a hálózati túlfeszültségektől (pl. villám, bekapcsolások miatti feszültségingadozás).