Накопитель на трёхфазном вводе: резервировать одну фазу или все три

Если в доме трёхфазный ввод, но трёхфазных потребителей мало, чаще всего достаточно резервировать одну фазу или использовать трёхфазный инвертор с асимметричной подачей. Полностью трёхфазный резерв нужен там, где работают двигатели и оборудование на 380 В. Ниже — три схемы, расчёт мощности по фазам и вопросы, которые нужно решить до покупки.

С чего начать: что в доме питается от трёх фаз

Прежде чем выбирать схему, составьте список потребителей по фазам. Большинство бытовых приборов однофазные: холодильник, свет, розетки, электроника, котёл, циркуляционный насос. Три фазы нужны трёхфазным двигателям (некоторые скважинные насосы, станки, компрессоры), электрокотлу большой мощности, тепловому насосу и иногда зарядной станции электромобиля. Если трёхфазных нагрузок нет или их можно не резервировать, схема упрощается. Если есть — важно понять, нужны ли они в момент отключения сети.

Три схемы

Схема 1. Один трёхфазный гибридный инвертор

Одна коробка питает все три фазы дома и общую батарею. Плюс: единая система, одна батарея, удобный мониторинг, трёхфазные потребители работают как обычно. Минус: цена и мощность. Модели на 10–20 кВт — это три фазы по 3–7 кВт; важно проверить, допускает ли инвертор несимметричную нагрузку (одна фаза нагружена больше других). О настройках в Deye рассказано в руководстве «Асимметричная подача по фазам в Deye». Нужно учесть и поведение нулевого проводника в автономном режиме — об этом материал про нулевой проводник и Signal Island Mode.

Схема 2. Три однофазных инвертора на общую батарею или на три батареи

Каждая фаза обслуживается своим инвертором. Плюс: гибкость и масштабируемость, при отказе одного остальные продолжают работать, нагрузка на каждую фазу независима. Минус: сложнее управление, нужна настройка параллельной работы, учёт и настройка связи. Кроме того, понадобится решить, где ставить батарею: общая шина для трёх инверторов требует согласованной работы, а отдельные батареи на каждый инвертор дороже и дробят ёмкость.

Схема 3. Один однофазный инвертор и резервирование одной фазы

Самая дешёвая схема. В щите выделяют группы критичных нагрузок (холодильник, свет, котёл, связь, насос) и подключают их на одну фазу, которую питает инвертор. Остальные фазы остаются на сети и при отключении обесточиваются. Плюс: цена и простота. Минус: всё, что должно работать при отключении, должно быть однофазным и находиться на одной группе; вопросы подключения однофазного источника к трёхфазной сети нужно согласовать с энергоснабжающей организацией. Читайте в разборе «Однофазная или трёхфазная СЭС».

КритерийОдин трёхфазныйТри однофазныхОдна фаза
Резерв трёхфазных нагрузокДаДа, при согласованной работеНет
Стоимость оборудованияСредняя или высокаяВысокаяНизкая
Простота настройкиХорошаяСложнаяПростая
ОтказоустойчивостьОдин инвертор — единая точка отказаВыше, фазы независимыОдин инвертор — единая точка отказа
Подходит дляДома с двигателями и тепловым насосомКрупные дома и малый бизнесДома с однофазными критичными нагрузками

Расчёт нагрузки по фазам

Пример: в доме холодильник и свет (0,4 кВт, фаза L1), котёл и насос отопления (0,3 кВт, L1), скважинный насос (0,8 кВт, однофазный, L2), роутер и камеры (0,1 кВт, L3), чайник и микроволновка в кухне (2 кВт, L2) в пик. Нагрузка по фазам: L1 — 0,7 кВт; L2 — 2,8 кВт; L3 — 0,1 кВт. Сумма 3,6 кВт. Трёхфазный инвертор на 10 кВт даёт по 3,33 кВт на фазу при симметричной подаче: на L2 хватит, но запас небольшой (2,8 из 3,33). Если инвертор допускает асимметрию, ограничением будет пик каждой фазы, а не суммарная мощность. Для однофазной схемы все нагрузки пришлось бы перенести на одну группу: суммарно 3,6 кВт плюс пуск насоса — это вписывается в инвертор на 5–6 кВт.

Резерв строится по критичным нагрузкам

Нагрузки сортируют на «должно работать при отключении» и «подождёт». Чем короче первый список, тем проще схема. Часто выясняется, что из трёх фаз резерва достаточно для одной группы розеток, света и техники отопления.

Ток батареи и напряжение

Трёхфазная система на 10 кВт у низковольтной батареи (около 51 В) требует ток порядка 10 000 ÷ (51,2 × 0,95) ≈ 205 А. Это тяжёлые кабели и шины, поэтому для таких мощностей чаще выбирают высоковольтные батареи с напряжением в сотни вольт, где ток при той же мощности в разы меньше. Разбор различий — в статье LV или HV.

Как принять решение

  1. Выпишите нагрузки с мощностью, пуском и фазой.
  2. Отметьте те, что нужны при отключении.
  3. Если среди них нет трёхфазных, начните со схемы одной фазы или с трёхфазного инвертора с асимметричной подачей.
  4. Если есть двигатели 380 В, выбирайте между схемами 1 и 2.
  5. Проверьте, что батарея выдерживает ток инвертора: об этом критерии — в разборе выбора гибридного инвертора.

Обрыв одной фазы: типичная сельская ситуация

В сельских сетях случается пропадание одной из трёх фаз при исправных остальных. Для дома на трёх фазах без накопителя это означает, что часть розеток не работает, а трёхфазное оборудование может выйти из строя из-за перекоса. Поведение системы зависит от схемы. Трёхфазный гибридный инвертор обычно контролирует все фазы и при пропадании одной переходит на резерв по всем трём, иначе на трёхфазных двигателях возможен перекос. Схема из трёх однофазных инверторов реагирует отдельно: на пропавшей фазе работает батарея, на остальных — сеть. Схема с одной резервируемой фазой защищена только если пропала именно эта фаза; если же исчезла другая, резервные потребители продолжают работать как обычно, а остальные обесточены. Какой вариант поведения предусмотрен моделью, указано в её документации, и это стоит выяснить до покупки.

Электромобиль и тепловой насос на трёх фазах

Зарядка электромобиля от трёхфазной розетки или тепловой насос с трёхфазным компрессором дают мощную нагрузку на сеть. Подключать их к резервной линии накопителя редко имеет смысл: мощность 7–11 кВт зарядки быстро разрядит батарею. Обычно их оставляют на обычной сети, а в режиме отключения они не работают. Зарядка электромобиля от солнечного избытка — отдельная и вполне осмысленная схема, описанная в материале «Зарядка электромобиля от солнца».

Частые вопросы

Можно ли добавить вторую и третью фазу позже?

Зависит от схемы. С трёхфазным инвертором вы сразу получаете три фазы. С однофазным придётся добавлять инверторы, что нужно предусмотреть в проекте щита.

Что будет с несимметричной нагрузкой?

Если инвертор не поддерживает асимметрию, он ограничит каждую фазу долей от общей мощности. Смотрите паспорт и документацию на режим асимметричной подачи.

Нужно ли разделять щит?

Да, резервные и обычные группы разделяют по отдельным щитам или секциям. Это основа любой схемы с резервом.

Короткий вывод

Трёхфазный ввод не обязывает ставить трёхфазный накопитель. Сначала составьте список критичных нагрузок по фазам, а затем выбирайте из трёх схем: одна фаза для простого резерва, трёхфазный инвертор для двигателей и общей системы, три однофазных для крупных объектов. Расчёт для вашего дома можно заказать через подбор системы.

Telegram