Sistem solar monofazic sau trifazic: Aspecte de proiectare

Una dintre cele mai importante decizii în proiectarea sistemelor solare este dacă este necesar un sistem monofazat sau trifazat. Numărul de faze nu determină doar modul de conectare la rețea, ci influențează și eficiența sistemului, tipul de invertor necesar, precum și posibilitățile de extindere ulterioară. La luarea deciziei trebuie să se țină seama de necesarul de energie electrică al imobilului, de infrastructura disponibilă și de planurile de dezvoltare viitoare, cum ar fi încărcarea mașinilor electrice sau utilizarea pompelor de căldură.

În articol vom prezenta ce înseamnă conectarea trifazică, care sunt avantajele acesteia, ce provocări ascunde extinderea fazelor, cum se realizează secvența corectă a culorilor și conectarea, precum și dispozitivele electrice. Prezentăm caracteristicile sistemelor monofazate, funcționarea invertoarelor și când este recomandabil să se treacă la trifazic. În final, împărtășim sfaturile practice ale experților SOLARKIT pentru a vă ajuta să luați o decizie în cunoștință de cauză în timpul proiectării.

Alegerea corectă a numărului de faze: extinderea fazelor, conectarea a 3 faze, distribuția în locuință

Prima întrebare este dacă rețeaua electrică existentă este monofazată sau trifazată. În cazul unui sistem monofazat, poate fi suficientă instalarea unui invertor monofazat pentru panouri solare, în timp ce în cazul unui sistem trifazat, este recomandabil să se utilizeze un invertor trifazat pentru conectarea celor trei faze.

Este important de știut că, dacă puterea sistemului depășește 2,5 kW, conform reglementărilor, în Ungaria se poate utiliza numai un invertor trifazic pentru conectarea la rețea. Avantajele sistemului trifazic includ o distribuție mai bună a sarcinii și permiterea unei dimensiuni mai mari a sistemului.

În plus, un sistem trifazic permite o putere a invertorului de până la 50 kW, în timp ce în cazul unui sistem monofazic aceasta este limitată de obicei la aproximativ 2,5 kW – aceasta este o diferență semnificativă, de exemplu, în cazul gospodăriilor mai mari sau al modernizărilor cu pompe de căldură și încărcătoare EV.

Extinderea fazei (trecerea de la 1 fază la 3 faze) poate fi un proces mai lung: implică solicitarea furnizorului, instalarea unui nou contor și obținerea aprobării rețelei, iar finalizarea instalării electrice poate dura chiar și câteva luni .

Acest lucru necesită pregătiri serioase, deoarece trebuie demarat înainte de instalarea panourilor solare. Din punct de vedere economic, sistemul trifazic este mai scump, dar pe termen lung (în 8-10 ani) se amortizează prin producția mai mare și utilizarea mai eficientă a rețelei.

Ce înseamnă cele 3 faze și care sunt avantajele lor?

Sistemul trifazic este format din trei faze alternative, care funcționează cu un decalaj de fază de 120° – acest lucru asigură o energie continuă și echilibrată, fiind astfel mai avantajos pentru echipamentele industriale și aparatele electrocasnice mai mari. Trei faze permit o capacitate de încărcare mai mare, fluctuații de putere mai mici și funcționarea mai stabilă a mai multor consumatori.

1 fază sau 3 faze? Posibilitățile și provocările conversiei și extinderii fazelor

Dacă în prezent aveți o conexiune monofazată, dar doriți un sistem mai puternic, puteți opta pentru extinderea fazei – în acest caz se trece la o conexiune trifazată. Aceasta implică o solicitare către furnizor, instalarea unui nou contor și un proces care poate dura chiar și câteva luni, dar pe termen lung duce la o distribuție mai eficientă a energiei. O soluție alternativă poate fi utilizarea unui convertor de frecvență de la 1 fază la 3 faze, dar aceasta este o soluție complexă și mai puțin eficientă.

Culorile celor 3 faze și ordinea corectă a culorilor

În Hungaria, în sistemele mai noi, conform standardului IEC, culorile conductorilor de fază sunt: L1 – maro, L2 – negru, L3 – gri; zero (N) este albastru, iar pământul (PE) este verde-galben cu dungi. Respectarea ordinii fazelor este esențială în primul rând pentru direcția corectă de rotație a mașinilor rotative (de exemplu, motoarele); în cazul altor circuite, se poate verifica prin testare care este ordinea corectă.

Caracteristici și domenii de aplicare ale sistemelor solare fotovoltaice monofazate și ale invertoarelor

Sistemele solare monofazate sunt ideale pentru case unifamiliale și consum redus. În aceste sisteme, invertorul transformă curentul continuu produs de panouri în curent alternativ (230 V, 50 Hz, 1 fază), care este transmis direct la rețeaua de uz casnic și la furnizor.În România , astfel de invertoare pot fi utilizate,de obicei,până la o putere de 2,5 kW, fiind compacte, ușor de instalat și având un preț mai accesibil. Compararea invertoarelor solare poate fi esențială.

Conectarea unui contor de consum monofazat și a unui descărcător de supratensiune

Pentru sistemul monofazat este indispensabilă utilizarea unui contor bidirecțional, care măsoară atât energia reintrodusă, cât și energia consumată – fără acesta, punerea în funcțiune nu este permisă. În plus, este importantă instalarea unui dispozitiv de descărcare a supratensiunii (SPD) pentru a proteja împotriva supratensiunilor de rețea, cum ar fi fulgerele. Amplasarea corespunzătoare a SPD-urilor varistore și combinate după contorul și întrerupătorul de curent asigură protecția eficientă a sistemului.

Conectarea a 3 faze la 1 fază

Dacă este necesară o alimentare trifazică, dar rețeaua furnizează doar monofazică, există două soluții posibile. Una dintre acestea este utilizarea a trei invertoare monofazice, fiecare conectat la o fază separată – însă aceasta este o soluție costisitoare și complexă, deoarece va fi o funcționare izolată, întrucât rețeaua se poate conecta doar la unul dintre ele. Cealaltă posibilitate este utilizarea unui convertor de frecvență, care transformă ieșirea invertorului monofazat în trifazat; dezavantajul este însă complexitatea mai mare și potențiala reducere a randamentului. Ambele soluții sunt rareori recomandate, cu excepția cazurilor în care există o necesitate justificată din punct de vedere tehnic și economic.

Linii directoare de proiectare: când și ce să alegi?

La proiectarea unui sistem fotovoltaic , este necesarămai întâi o analiză detaliatăa profilului de consum: este indispensabil să se cunoască consumul lunar și anual, perioadele de vârf și necesarul de energie. Cu ajutorul calculatoarelor online SolarKit, se poate estima cu ușurință performanța optimă a sistemului. Apoi, urmează alegerea invertorului de dimensiuni adecvate: pentru casele unifamiliale, un invertor monofazat de 2,5 kW este de obicei suficient, în timp ce pentru cerințe mai mari (de exemplu, mașini electrice, pompe de căldură) se recomandă un sistem trifazat.

Sistemul monofazat este ideal dacă puterea totală a gospodăriei nu depășește 3-3,5 kW. Permite o instalare simplă, rentabilă și rapidă. La instalarea invertorului, trebuie să vă asigurați că există o protecție adecvată împotriva supratensiunii și că este instalat un contor bidirecțional – fără acestea, sistemul nu poate funcționa. Pentru a obține o eficiență maximă, este recomandat să alegeți un invertor capabil să optimizeze gama de tensiune și monitorizarea – printre acestea se numără soluțiile SolarEdge, Huawei și Deye.

Un sistem trifazic este recomandat dacă consumul depășește în mod regulat pragul de 5 kW. În acest caz, este necesară extinderea fazei, adică transformarea conexiunii monofazice în trifazică. Totuși, acest lucru necesită o administrare mai complexă, instalarea unui nou punct de măsurare și obținerea autorizațiilor de rețea, ceea ce poate dura săptămâni sau chiar luni. Avantajul major al sistemului trifazic este sarcina echilibrată și puterea maximă mai mare, ceea ce permite evitarea suprasolicitării pe faze.

În plus, este important să se țină seama de caracteristicile clădirii: dacă există suprafață de acoperiș disponibilă pentru panourile necesare, dacă există umbră și dimensiunile invertorului și cablurilor. Experții SolarKit recomandă să proiectați sistemul pe baza acestor caracteristici ale locației. Astfel se evită supradimensionarea și se asigură cea mai rentabilă rentabilitate.

În concluzie: dacă aveți nevoie de mai puțin de 5 kW, alegeți un sistem monofazat – rapid, ieftin și simplu. Dacă aveți nevoie de o putere mai mare (de exemplu, utilizarea simultană a unei pompe de căldură și a unei mașini electrice), atunci aveți nevoie deun sistem trifazat pentru eficiență și stabilitate, chiar dacă acest lucru implică o investiție inițială mai mare. În ambele cazuri, este esențială dimensionarea echilibrată a sistemului și existența unei protecții adecvate.

Sfaturi SOLARKIT pentru proiectare

Experții SOLARKIT recomandă ca, atunci când proiectați un sistem fotovoltaic, să începeți întotdeauna cu o analiză a consumului actual: măsurați puterea necesară zilnic, săptămânal și sezonier. Dacă consumul dvs. este de obicei monofazic (de exemplu, iluminat, încălzire, aparate electrocasnice mici) și puterea necesară este sub 5 kW, atunci unsistem monofazic este alegerea rentabilă.

Dacă însă aveți nevoie de un sistem mai mare – de exemplu, pentru o pompă de căldură, încărcarea unei mașini electrice sau aparate electrocasnice mai mari (mașină de spălat, mașină de spălat vase) – merită să optați pentru un sistem trifazic, deoarece acesta poateasigura o sarcină electrică mai mică pe fiecare fază și se pot evita suprasarcini.

FAQ (FAQ – întrebări frecvente)

1. Ce este un convertizor de frecvență și de ce se utilizează pentru a transforma curentul monofazat în trifazat?

Convertorul de frecvență transformă electronic ieșirea invertorului monofazat în trifazat. Este recomandat să fie utilizat atunci când există puține faze, dar este necesară funcționarea unor consumatoare: însă este mai scump și mai puțin eficient din punct de vedere al efectului.

2. Ce reguli se aplică în ceea ce privește puterea invertoarelor monofazate în România?

De la 30 aprilie 2021, în cazul invertoarelor monofazate, este permisă o putere maximă de 2,5 (2,5 kVA) pentru conectarea la rețea. Peste această valoare, este obligatorie utilizarea unui sistem trifazat.

3. De ce este importantă ordinea corectă a culorilor în sistemul trifazic?

Respectarea ordinii corecte a culorilor (L1 maro, L2 negru, L3 gri) este esențială pentru direcția de rotație corectă a mașinilor rotative (de ex. motoare). O ordine incorectă poate duce la funcționarea zgomotoasă sau la deteriorarea echipamentelor.

4. Care sunt avantajele sistemului trifazic într-o instalație domestică?

Principalele avantaje: sarcină echilibrată, consum redus de curent pe fază, ceea ce asigură o siguranță mai stabilă și mai fiabilă a sistemului pe termen lung.

5. Este necesară instalarea unui dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii în cazul unui invertor monofazat?

Da, utilizarea SPD (dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii) este obligatorie, deoarece protejează invertorul și sistemul electric al gospodăriei împotriva supratensiunilor de rețea (de exemplu, fulgere, fluctuații de tensiune cauzate de porniri).