Много от еднфамилните и многофамилните къщи в България се захранват с трифазен ток. Често в главното табло на къщата влиза трифазно захранване, като всяка от фазите захранва по един етаж от къщата. Ако решите да инсталирате фотоволтаична система за собствена консумация на такава къща, ще се сблъскате с проблема, разглеждан в този материал.

 

Накратко

Проблем: Ограничаването на експорта на трифазните мрежови инвертори при небалансирано натоварване на фазите с еднофазни консуматори е невъзможно, което в общия случай прави тяхното използване в такива къщи една никак не добра идея.

Решение: Да се използва трифазен хибриден инвертор SolaX X3-Hybrid G4, който поддържа нулев експорт при небалансирано натоварване на фазите.

 

С подробности

Описание на проблема: Трифазните мрежови инвертори са проектирани така, че могат да отдават еднакво количество електроенергия (ток) на всяка от трите фази. Те не могат да променят тока (амперите) на всяка фаза поотделно, защото схемното решение, което се използва при тяхната изработка не поддържа такава възможност. От тук следва и, че при различно натоварване на всяка от фазите, постигането на нулев експорт е невъзможно. Ето показателен пример - имате къща, захранена с трифазен ток, като всеки от етажите й е на отделна фаза. Включвате 3kW бойлер на фаза L2. Има някакво натоварване, да кажем 600W, на фаза L1 и нищо на фаза L3. Смарт метъра отчита потребление от 3.6kW и изпраща данните към инвертора. Той отчита натоварване от 0,6kW на фаза L1, 3kW на фаза L2 и нула на фаза L3. От тук има два варианта, в зависимост от модела на инвертора:

- абсолютен нулев експорт - инвертора се стреми да не отдава никаква енергия извън вътрешната мрежа и понеже потреблението на L3 е нула, той ще произвежда нула.  Потребяваните 3,6kW ще се черпят от външната мрежа, нищо че навън може да има силно слънце и те биха могли да се покрият от фотоволтаичната система.

осреднен нулев експорт - инвертора произвежда толкова, колкото се потребява, но разпределено по равно на трите фази. В горния пример инверторът ще произвежда 3,6kW общо, или по 1,2kW на всяка фаза. Тогава L1 ще изнася 600W, L2 ще черпи 1,8kW, a L3 ще изнася 1,2kW. Освен, че това е абсолютно недопустимо без договор за присъединяване, един стандартен електромер в този случай би отчел потребление от 3,6kW (0,6kW на фаза L1, 1.8kW на фаза L2 и 1,2kW на L3, общо 3,6kW). Ефективността на фотоволтаичната система ще е равна на нула.

 

Възможните решения са няколко, ще ги разгледаме едно по едно:
-    Да се осигури равномерно натоварване на трите фази
-    Да се направи еднофазна система
-    Да се направят три еднофазни системи, по една за всяка фаза
-    Да се използва трифазен хибриден инвертор, който поддържа небалансирани фази
-    Да се сключи договор за изкупуване на излишната енергия (минавайки през съотетните процедури).

 

1. Да се осигури равномерно натоварване на трите фази. Това е най-трудния за постигане вариант в реалността и може да бъде постигнат единствено ако се направи отделен кръг, на който се свържат трифазни консуматори, ако има такива, например термопомпа или трифазен бойлер. Огромен недостатък е, че тогава енергията от фотоволтаичната система ще може да се използва само от консуматорите в този кръг.

 

2. Да се направи еднофазна система. Ако във въпросната къща от примера няма трифазни консуматори, е възможно да се инсталира еднфазен инвертор само на една от фазите, и съответно на нея да се преместят максимално много от големите консуматори. Това е сравнително бюджетно решение, но и то идва със своите сериозни недостатъци - може преместването да е практически невъможно, или натоварването на само една от фазите да стане прекалено голямо, което да доведе до проблеми с ел. инсталацията. Общо взето, това е много компромисно решение (почти) без реално приложение.

 

3. Да се направят три идентични еднофазни системи, всяка на по една от фазите. Това е напълно работещо решение, при което разглеждания проблем ще бъде избегнат. Като недостатък може да се посочи високата цена на три еднофазни инвертора и три смарт-метъра за тях.

 

4. Да се използва трифазен хибриден инвертор, който поддържа небалансирани фази. Това е най-често срещаното решение. Очевидно предимство е възможността на хибридния инвертор да отдава на всяка от фазите само толкова енергия, колкото е необходима за покриване на вътрешното потребление, и по този начин да се осигури режим на нулев експорт. Ценово това решение е съпоставимо с варианта с три мрежови инвертора. Към момента на писане на тази статия, три 5kW еднофазни мрежови инвертора с три смарт-метъра струват около 6000 лв, а един 15kW хибриден инвертор с трифазен смарт-метър - 6328лв. Безспорното предимство на този вариант е възможността на хибридния инвертор да работи с батерия, което оправдава разликата в цената спрямо варианта с три мрежови инвертора, които не поддържат работа с батерии.

 

5. Да се сключи договор за изкупуване на излишната енергия. Това е най-разумното решение от гледна точка ефективност. В този случай може да се използва мрежов трифазен инвертор и няма необходимост от ограничаване на експорта, но за целта ще трябва да се премине през цялата процедура по присъединяване с цел продажба на електроенергията по преференциални цени. Разликата в цената на оборуднването е значителна - трифазният мрежов инвертор е наполовина по-евтин от трифазния хибрид с аналогична мощност, освен това отпада и нуждата от смарт-метър. От друга страна, административните разходи по присъединяването могат да надхвърлят значително спестените от това пари. 

 

Ето и примери за оборудването, необходимо за реализацията на всяко от предложените решения:

1. Трифазен мрежов инвертор X3-MIC G2.

2. Еднофазен мрежов инвертор X1-MINI или X1-BOOST, или еднофазен хибриден инвертор X1-Hybrid G4.

3. Три еднофазни мрежови инвертора X1-MINI или X1-BOOST.

4. Трифазен хибриден инвертор X3-Hybrid G4.

5. Трифазен мрежов инвертор X3-PRO G2.

В различните случаи има различни решения, които биха паснали най-добре на изикванията към фотоволтаичната система. Пратиката показва, че в общия случай е най-похдодящо прилагането на решение с трифазен хибриден инвертор.