Enfazni ali trifazni sončni sistem: Načrtovalski vidiki

Pri načrtovanju sončnih sistemov je ena najpomembnejših odločitev, ali potrebujete enofazni ali trifazni sistem. Število faz ne določa samo načina priključitve na omrežje, ampak vpliva tudi na učinkovitost sistema, vrsto potrebnega inverterja in možnosti poznejše širitve. Pri odločitvi je treba upoštevati električne potrebe objekta, razpoložljivo infrastrukturo in načrte za prihodnjo razširitev, kot je polnjenje električnih avtomobilov ali uporaba toplotnih črpalk.

V članku bomo po vrsti predstavili, kaj pomeni trifazni priklop, kakšne so njegove prednosti, kakšne izzive prinaša razširitev faz, kako se izvede pravilna barvna zaporedja in priklop, ter predstavili električne naprave. Predstavili bomo posebnosti enofaznih sistemov, delovanje inverterjev in tudi, kdaj je bolje preiti na trifazno napajanje. Na koncu bomo delili praktične nasvete strokovnjakov SOLARKIT, da boste pri načrtovanju lahko sprejeli utemeljeno odločitev.

Pravilna izbira števila faz: razširitev faz, priključitev 3 faz, razdelitev v stanovanju

Prvo vprašanje je, ali je obstoječe električno omrežje enofazno ali trifazno. V primeru enofaznega sistema je lahko dovolj namestitev enofaznega sončnega inverterja, v primeru trifaznega sistema pa je pri priključitvi treh faz smiselno uporabiti trifazni inverter.

Pomembno je vedeti, da če moč sistema presega 2,5 kW, je v skladu s predpisi za priključitev na omrežje v Madžarski dovoljen uporaba samo trifaznega inverterja. Med prednosti trifaznega sistema spadajo boljša porazdelitev obremenitve in večja dovoljena velikost sistema.

Poleg tega je s trifaznim sistemom dovoljena moč inverterja do 50 kW, medtem ko je pri enofaznem sistemu običajno omejena na okoli 2,5 kW – to je velika razlika, na primer pri večjih gospodinjstvih ali modernizacijah s toplotnimi črpalkami in polnilniki za električna vozila.

Razširitev faz (prehod z 1 faze na 3 faze) je lahko daljši proces: zahteva se pri ponudniku, vzpostavitev novega merilnega mesta in soglasje omrežja, dokončanje električnih del pa lahko traja tudi več mesecev .

To zahteva resno pripravo, saj je treba začeti pred namestitvijo sončnih celic. S stališča ekonomije je trifazni sistem dražji, vendar se dolgoročno (v 8–10 letih) povrne z večjo proizvodnjo in učinkovitejšo rabo omrežja.

Kaj pomeni 3 faze in kakšne so prednosti?

Tristopenjski sistem sestavljajo tri izmenične faze, ki delujejo s 120° faznim zamikom – to zagotavlja neprekinjeno, uravnoteženo energijo, zaradi česar je bolj primeren za industrijske in večje gospodinjske naprave. Tristopen omogoča večjo obremenljivost, manj nihanj moči in stabilnejše delovanje več porabnikov.

1 faza ali 3 faze? Možnosti in izzivi predelave in razširitve faz

Če imate trenutno enofazni priključek, vendar želite zmogljivejši sistem, se lahko odločite za razširitev faz – v tem primeru pride do prehoda na trifazni priključek. To zahteva oddajo zahtevka ponudniku storitev, namestitev novega merilnika in lahko traja tudi več mesecev, vendar dolgoročno zagotavlja učinkovitejšo porazdelitev energije. Alternativna rešitev je tudi uporaba frekvenčnega pretvornika iz 1 faze v 3 faze, vendar je to zapletena in manj učinkovita rešitev.

Barve 3 faz in pravilni vrstni red barv

V novih sistemih na Madžarskem so v skladu z IEC standardom barve faznih vodnikov: L1 – rjava, L2 – črna, L3 – siva; ničla (N) je modra, ozemljitev (PE) je zeleno-rumena progasta. Upoštevanje faznega zaporedja je ključnega pomena predvsem za pravilno vrtenje rotacijskih strojev (npr. motorjev); pri drugih tokokrogih je mogoče s testiranjem preveriti, katero zaporedje deluje pravilno.

Značilnosti enofaznih sončnih sistemov in inverterjev, področja uporabe

Enfazni sončni sistemi so idealni za enodružinske hiše in manjše porabnike. V teh sistemih inverter pretvarja enosmerni tok, ki ga proizvajajo paneli, v izmenični tok (230 V, 50 Hz, 1 faza), ki se neposredno prenaša v gospodinjsko omrežje in k ponudniku storitev.V Madžarski se običajno uporabljajo inverterji z močjo do 2,5 kW , ki so kompaktni, enostavni za namestitev in cenovno ugodnejši. Primerjava sončnih inverterjev je lahko ključnega pomena.

Povezava enofaznega merilnika porabe in odvodnika prenapetosti

Za enofazni sistem je nujna uporaba dvosmernega merilnika, ki meri tudi vrnjeno in porabljeno energijo – brez njega obratovanje ni dovoljeno. Poleg tega je pomembna vgradnja prenapetostnega odvodnika (SPD) za zaščito pred prenapetostmi v omrežju, na primer pred udari strele. Pravilna namestitev varistorskih in kombiniranih SPD-jev za merilnikom in odklopnikom zagotavlja učinkovito zaščito sistema.

Povezava 3 faz na 1 fazo

Če je potrebna trifazna poraba, omrežje pa zagotavlja le enofazno napajanje, sta na voljo dve rešitvi. Ena je uporaba treh enofaznih inverterjev, vsak priključen na svojo fazo – vendar je to drago in zapleteno, saj gre za izolirano delovanje, saj se omrežje lahko priključi le na enega. Druga možnost je uporaba frekvenčnega pretvornika, ki izhod enofaznega inverterja pretvori v trifaznega; njegova slabost pa je večja zapletenost in potencialno zmanjšanje učinka. Obe možnosti se redko priporočata, če ni tehnično in ekonomsko utemeljene potrebe.

Načrtovalski smernice: kdaj in kaj izbrati?

Pri načrtovanju sončnega sistema jenajprej potrebno temeljito raziskatiprofil porabe: brez poznavanja mesečnih in letnih porab, konic ter potreb po energiji je to nepogrešljivo. Z online kalkulatorji SolarKit lahko enostavno ocenite optimalno zmogljivost sistema. Nato izberete ustrezno velikost inverterja: za enodružinske hiše je običajno dovolj enofazni inverter z močjo 2,5 kW, za večje potrebe (npr. električni avtomobil, toplotna črpalka) pa je priporočljiv trifazni sistem.

Enfazni sistem je idealen, če moč gospodinjstva ne presega 3–3,5 kW. Omogoča preprosto, stroškovno učinkovito in hitro namestitev. Pri vgradnji inverterja je treba poskrbeti za ustrezno zaščito pred prenapetostjo in namestitev dvosmernega merilnika porabe – brez tega sistem ne deluje. Za doseganje največje učinkovitosti je priporočljivo izbrati inverter, ki omogoča optimizacijo napetostnega območja in spremljanje – takšni so med drugim rešitve SolarEdge, Huawei in Deye.

Tristopenjski sistem je priporočljiv, če poraba redno presega prag 5 kW. V tem primeru je potrebna fazna razširitev, tj. preoblikovanje enofaznega priključka v trifaznega. To pa zahteva večjo administracijo, vzpostavitev novega merilnega mesta in omrežna dovoljenja, kar lahko traja tedne ali celo mesece. Velika prednost trifaznega sistema je uravnotežena obremenitev in višja maksimalna moč, s čimer se izogne preobremenitvi posameznih faz.

Poleg tega je pomembno upoštevati tudi značilnosti stavbe: ali je na voljo strešna površina za potrebne panele, ali je senčenje in dimenzioniranje inverterja in vodov. Strokovnjaki SolarKita priporočajo, da sistem načrtujete na podlagi teh lokalnih značilnosti. Tako se izognete prevelikemu dimenzioniranju in zagotovite najbolj ekonomično donosnost.

Skratka: če potrebujete manj kot 5 kW, izberite enofazni sistem – hiter, poceni in preprost. Če načrtujete večjo moč (npr. toplotna črpalka, hkratna uporaba električnega avtomobila), potrebujete trifazni sistem zaradi učinkovitosti in stabilnosti – čeprav to pomeni večjo začetno naložbo. V obeh primerih je nujna uravnotežena dimenzioniranost sistema in ustrezna zaščita.

Nasveti SOLARKIT za načrtovanje

Strokovnjaki SOLARKIT priporočajo, da pri načrtovanju sončnega sistema vedno začnete z analizo trenutne porabe: izmerite, koliko moči potrebujete dnevno, tedensko in sezonsko. Če je vaša poraba običajno enofazna (npr. razsvetljava, ogrevanje, majhni gospodinjski aparati) in moč, ki jo potrebujete, ni večja od 5 kW, jeenofazni sistem stroškovno učinkovita izbira.

Če pa potrebujete večji sistem – na primer zaradi toplotne črpalke, polnjenja električnega avtomobila ali večjih gospodinjskih aparatov (pralnega ali pomivalnega stroja) – ,se splača odločiti za trifazni sistem, saj taomogoča nižjo obremenitev posamezne faze in preprečuje preobremenitve.

GYIK (GYIK – pogosto zastavljena vprašanja)

1. Kaj je frekvenčni pretvornik in zakaj se uporablja za pretvorbo enofaznega toka v trifaznega?

Frekvenčni pretvornik elektronsko pretvarja enofazni izhod inverterja v trifaznega. Uporaba je smiselna, če je faz malo, vendar je treba napajati takšne porabnike: vendar je dražji in manj učinkovit.

2. Katera pravila veljajo za moč enofaznih inverterjev v Madžarski?

Od 30. aprila 2021 je za enofazne inverterje dovoljena največja moč 2,5 (2,5 kVA) za priključitev na omrežje. Nad to vrednostjo je obvezna uporaba trifaznega sistema.

3. Zakaj je pravilna barvna zaporedje v trifaznem sistemu pomembna?

Pravilna barvna zaporedja (L1 rjava, L2 črna, L3 siva) je bistvena za pravilno vrtenje vrtljivih strojev (npr. motorjev). Nepravilna zaporedja lahko povzročijo hrupnejše delovanje ali poškodbe.

4. Kakšne so prednosti trifaznega sistema v domačem sistemu?

Glavne prednosti: uravnotežena obremenitev, manjša poraba toka na fazo, kar dolgoročno zagotavlja stabilnejšo in zanesljivejšo varnost sistema.

5. Ali je treba v primeru enofaznega inverterja namestiti ločen napetostni odvodnik?

Da, uporaba SPD (napetostnega odvodnika) je obvezna, saj ščiti inverter in električni sistem gospodinjstva pred prenapetostjo v omrežju (npr. strela, napetostne nihanje zaradi vklopa).