Jednofázový alebo trojfázový solárny systém: Projektové hľadiská

Pri projektovaní solárnych systémov je jedným z najdôležitejších rozhodnutí, či je potrebný jednofázový alebo trojfázový systém. Počet fáz nielenže určuje spôsob pripojenia k sieti, ale ovplyvňuje aj účinnosť systému, typ potrebného meniča a možnosti neskoršieho rozšírenia. Pri rozhodovaní je potrebné zohľadniť elektrické požiadavky nehnuteľnosti, dostupnú infraštruktúru a plány budúceho rozvoja, ako je napríklad nabíjanie elektrických áut alebo používanie tepelného čerpadla.

V článku sa postupne venujeme tomu, čo znamená trojfázové pripojenie, aké má výhody, aké výzvy skrýva rozšírenie fáz, ako sa vykonáva správne farebné usporiadanie a pripojenie, a predstavíme aj elektrické montážne zariadenia. Predstavíme vám špecifiká jednofázových systémov, fungovanie invertorov a tiež to, kedy je vhodné prejsť na trojfázové napájanie. Na záver vám poskytneme praktické rady odborníkov SOLARKIT, aby ste mohli pri projektovaní urobiť správne rozhodnutie.

Správny výber počtu fází: rozšírenie fází, zapojenie 3 fází, rozdelenie v byte

Prvoradnou otázkou je, či je existujúca elektrická sieť jednofázová alebo trojfázová. V prípade jednofázového systému môže stačiť inštalácia jednofázového solárneho meniča, v prípade trojfázového systému je však vhodné použiť trojfázový menič pri pripojení troch fáz.

Je dôležité vedieť, že ak výkon systému presiahne 2,5 kW, podľa predpisov sa v Maďarsku na pripojenie k sieti môže použiť len trojfázový menič. Medzi výhody trojfázového systému patrí lepšie rozdelenie zaťaženia a možnosť väčšej veľkosti systému.

Okrem toho trojfázový systém umožňuje výkon invertora až 50 kW, zatiaľ čo jednofázový je obvykle obmedzený na približne 2,5 kW – čo je významný rozdiel napríklad v prípade väčších domácností alebo modernizácií s tepelnými čerpadlami a nabíjačkami elektrických vozidiel.

Rozšírenie fáz (prechod z 1 fázy na 3 fázy) môže byť dlhší proces: vyžaduje žiadosť poskytovateľovi služieb, vytvorenie nového meracieho miesta a súhlas siete a dokončenie elektroinštalácie môže trvať aj niekoľko mesiacov .

To si vyžaduje dôkladnú prípravu, pretože sa musí začať pred inštaláciou solárnych panelov. Z ekonomického hľadiska je trojfázový systém síce drahší, ale v dlhodobom horizonte (8–10 rokov) sa vďaka väčšej výrobe a efektívnejšiemu využívaniu siete oplatí.

Čo znamená 3 fázy a aké sú ich výhody?

Trojfázový systém sa skladá z troch striedavých fáz, ktoré pracujú s fázovým posunom 120° – to zabezpečuje plynulý a vyvážený tok energie, čo je výhodné pre priemyselné a väčšie domáce zariadenia. Trojfázový systém umožňuje vyššiu zaťažiteľnosť, menej výkyvov výkonu a stabilnejšiu prevádzku viacerých spotrebičov.

1 fáza alebo 3 fázy? Možnosti a výzvy premeny a rozšírenia fáz

Ak máte v súčasnosti jednofázové pripojenie, ale chcete výkonnejší systém, môžete sa rozhodnúť pre rozšírenie fáz – v takom prípade dôjde k prechodu na trojfázové pripojenie. To si vyžaduje podanie žiadosti poskytovateľovi služieb, vytvorenie nového meracieho miesta a proces, ktorý môže trvať aj niekoľko mesiacov, ale v dlhodobom horizonte vedie k efektívnejšej distribúcii energie. Alternatívnym riešením môže byť použitie frekvenčného meniča z 1 fázy na 3 fázy, ale ide o zložité a menej efektívne riešenie.

Farby 3 fází a správne poradie farieb

V novších systémoch v Maďarsku sú podľa normy IEC farby fázových vodičov: L1 – hnedá, L2 – čierna, L3 – sivá; nula (N) je modrá, zem (PE) je zeleno-žltá pruhovaná. Dodržanie poradia fáz je kritické predovšetkým pre správny smer otáčania rotačných strojov (napr. motorov); v iných obvodoch je možné testovaním skontrolovať, ktoré poradie funguje správne.

Jednofázové solárne systémy a invertory – charakteristiky a oblasti použitia

Jednofázové solárne systémy sú ideálne pre rodinné domy a menšie spotrebiteľské potreby. V týchto systémoch menič mení jednosmerný prúd vyrobený panelmi na striedavý prúd (230 V, 50 Hz, 1 fáza), ktorý sa priamo prenáša do domácej siete a k dodávateľovi.V Maďarsku sa zvyčajne používajú invertory s výkonom do 2,5 kW , ktoré sú kompaktné, jednoduchšie na inštaláciu a cenovo výhodnejšie. Porovnanie solárnych invertorov môže byť kľúčové.

Pripojenie jednofázového elektromeru a prepäťovej ochrany

Pre jednofázový systém je nevyhnutné použiť obojsmerný merač, ktorý meria aj spätne dodávanú a odobratú energiu – bez neho nie je prevádzka povolená. Okrem toho je dôležité zabudovať prepäťovú ochranu (SPD) na ochranu pred prepätiami v sieti, napríklad pred údermi blesku. Správne umiestnenie varistrových a kombinovaných SPD za meradlom a ističom zabezpečuje účinnú ochranu systému.

Pripojenie 3 fáz na 1 fáz

Ak je potrebná trojfázová spotreba, ale sieť poskytuje len jednofázové napájanie, existujú dve riešenia. Jedným z nich je použitie troch jednofázových meničov, z ktorých každý je pripojený k samostatnej fáze – toto riešenie je však nákladné a zložité, pretože ide o ostrovný prevádzok, keďže sieť sa môže pripojiť len k jednému z nich. Druhou možnosťou je použitie frekvenčného meniča, ktorý mení výstup jednofázového invertora na trojfázový; nevýhodou je však väčšia zložitosť a potenciálny pokles výkonu. Obe možnosti sa odporúčajú len zriedka, ak nie je technicky a ekonomicky odôvodnená potreba.

Projektové zásady: kedy a čo si vybrať?

Pri projektovaní solárneho systému jenajprv potrebné dôkladne zmapovaťspotrebný profil: bez znalosti mesačnej a ročnej spotreby, špičiek a energetických potrieb to nie je možné. Pomocou online kalkulátorov SolarKit je možné jednoducho odhadnúť optimálny výkon systému. Následne je potrebné zvoliť vhodný menič: pre rodinné domy je zvyčajne postačujúci jednofázový menič s výkonom 2,5 kW, pre vyššie požiadavky (napr. elektrické auto, tepelné čerpadlo) sa odporúča trojfázový systém.

Jednofázový systém je ideálny, ak výkon domácnosti nepresahuje 3–3,5 kW. Umožňuje jednoduchú, nákladovo efektívnu a rýchlu inštaláciu. Pri inštalácii meniča je potrebné zabezpečiť vhodnú ochranu proti prepätiu a umiestnenie obojsmerného meradla spotreby – bez nich systém nie je prevádzkyschopný. Pre dosiahnutie maximálnej účinnosti je vhodné zvoliť menič, ktorý je schopný optimalizovať napäťový rozsah a monitorovanie – medzi takéto riešenia patria napríklad SolarEdge, Huawei a Deye.

Trojfázový systém sa odporúča, ak spotreba pravidelne prekračuje prahovú hodnotu 5 kW. V takom prípade je potrebné fázové rozšírenie, t. j. premena jednofázového pripojenia na trojfázové. To však vyžaduje náročnejšiu administratívu, vytvorenie nového meracieho miesta a povolenia od siete, čo môže trvať týždne, ale aj mesiace. Veľkou výhodou trojfázového systému je vyvážené zaťaženie a vyšší maximálny výkon, čím sa zabráni preťaženiu jednotlivých fáz.

Okrem toho je dôležité zohľadniť aj vlastnosti budovy: či je k dispozícii strešná plocha pre potrebné panely, či je k dispozícii tienenie a rozmery meniča a vedení. Odborníci spoločnosti SolarKit odporúčajú navrhnúť systém na základe týchto podmienok na mieste. Tým sa zabráni nadmernému dimenzovaniu a zabezpečí sa najúspornejšia návratnosť.

Zhrnutie: ak máte potrebu menej ako 5 kW, zvoľte jednofázový systém – rýchly, lacný a jednoduchý. Ak plánujete vyšší výkon (napr. tepelné čerpadlo, súčasné používanie elektrického auta), z dôvodu efektívnosti a stability je potrebnýtrojfázový systém – aj keď to znamená vyššiu počiatočnú investíciu. V oboch prípadoch je nevyhnutné vyvážené dimenzovanie systému a existenciou vhodnej ochrany.

SOLARKIT rady pre projektovanie

Odborníci SOLARKIT odporúčajú, aby ste pri projektovaní solárneho systému vždy začali analýzou aktuálnej spotreby: zistite, aký výkon potrebujete denne, týždenne a sezónne. Ak je vaša spotreba typicky jednofázová (napr. osvetlenie, kúrenie, malé domáce spotrebiče) a výkonová potreba zostáva pod 5 kW, jednofázový systém je nákladovo efektívnou voľbou.

Ak však potrebujete väčší systém – napríklad kvôli tepelnej čerpadle, nabíjaniu elektrického auta alebo väčším domácim spotrebičom (práčka, umývačka riadu) – odporúčame zvoliť trojfázový systém, pretože ten dokážezabezpečiť nižšie zaťaženie jednotlivých fáz a zabrániť preťaženiu.

FAQ (Často kladené otázky)

1. Čo je frekvenčný menič a načo sa používa na premenu jednofázového prúdu na trojfázový?

Frekvenčný menič elektronicky premieňa výstup jednofázového invertora na trojfázový. Je vhodné ho použiť, ak je málo fáz, ale je potrebné napájať spotrebiče: je však drahší a menej účinný.

2. Aké pravidlá platia pre výkon jednofázových invertorov v Maďarsku?

Od 30. apríla 2021 je v prípade jednofázových invertorov povolený maximálny výkon 2,5 (2,5 kVA) pre pripojenie k sieti. Nad túto hodnotu je povinné používať trojfázový systém.

3. Prečo je správne farebné označenie dôležité v trojfázovom systéme?

Dodržiavanie správneho farebného poradia (L1 hnedá, L2 čierna, L3 sivá) je nevyhnutné pre správny smer otáčania rotačných strojov (napr. motorov). Nesprávne poradie môže spôsobiť hlučnejšiu prevádzku alebo poškodenie.

4. Aké sú výhody trojfázového systému v domácej sieti?

Hlavné výhody: vyvážené zaťaženie, nižšia spotreba prúdu na fázu, čím sa dosahuje stabilnejšia a spoľahlivejšia bezpečnosť systému v dlhodobom horizonte.

5. Je potrebné inštalovať samostatný prepäťový obvod pri jednofázovom invertore?

Áno, použitie SPD (prepäťového ochrany) je povinné, pretože chráni menič a elektrickú sieť domácnosti pred prepätiami v sieti (napr. blesk, kolísanie napätia spôsobené zapínaním).