Параллельная работа инверторов: когда одного мало
Параллельная работа инверторов нужна в трёх случаях: мощности одного инвертора не хватает и более мощной модели нет; три однофазных инвертора собирают в трёхфазную систему; существующую станцию наращивают вторым инвертором. Во всех остальных случаях один инвертор нужной мощности лучше двух в параллели — он дешевле, проще в монтаже и надёжнее в наладке. Ниже — как устроена параллель, что она требует от батареи и кабелей и где чаще всего ошибаются.
Параллель сетевых и параллель гибридов — разные вещи
С сетевыми инверторами всё просто. Каждый из них сам синхронизируется с сетью и отдаёт ток в общую шину. Связь между ними для этого не нужна: два или три сетевых инвертора подключают к щиту каждый через свой автомат — и станция работает. Так собирают большинство коммерческих крыш.
У гибридов иначе. В резервном режиме сети нет, и инверторы сами формируют напряжение. Два источника напряжения на одной линии должны работать строго в фазе и делить нагрузку поровну. Для этого их соединяют кабелем синхронизации, одному назначают роль ведущего, остальным — ведомых, и каждому задают адрес. Параллельный режим должен быть предусмотрен производителем: это указано в руководстве вместе с максимальным числом инверторов в группе.
Когда параллель оправдана, а когда нет
| Задача | Решение | Комментарий |
|---|---|---|
| Нужна мощность резерва выше, чем у старшей однофазной модели | два однофазных гибрида в параллель | классический случай для однофазного ввода |
| Трёхфазный ввод, нужна большая мощность на каждой фазе | три однофазных гибрида в трёхфазной связке | сравнить с одним трёхфазным гибридом большей мощности |
| Станция уже работает, нагрузка выросла | второй такой же инвертор | возможно, если модель ещё выпускается и прошивки совместимы |
| Нужна сетевая станция на 30–100 кВт | несколько сетевых инверторов на общую шину | связь между ними не требуется |
| Не хватает мощности для пуска одного насоса | плавный пуск или частотный преобразователь | второй инвертор — самое дорогое решение |
| Хочется «резервирования на случай поломки» | один инвертор и ручной переключатель на сеть | параллель сама по себе резервирования не гарантирует |
Последняя строка требует пояснения. В связке инверторы зависят друг от друга: как поведёт себя группа при отказе одного, описано в руководстве, и рассчитывать на автоматическую работу оставшихся не стоит. Надёжный способ пережить поломку — обходная линия через трёхпозиционный переключатель, которая подаёт на дом сеть в обход инверторов.
Три однофазных инвертора на три фазы
В трёхфазной связке каждому инвертору назначают свою фазу — A, B или C. Вместе они формируют трёхфазное напряжение со сдвигом 120°, и на резервном выходе могут работать трёхфазные двигатели.
Плюс схемы — большая мощность на каждой фазе: каждая фаза получает целый инвертор. Минусы — три корпуса, три комплекта защит, более сложная настройка и строгие требования к порядку фаз. Если перепутать чередование, трёхфазные двигатели закрутятся в обратную сторону, а инверторы не смогут синхронизироваться с сетью. Для большинства домов с вводом 15 кВт один трёхфазный гибрид проще; как выбирать между вариантами, разобрано в статье об однофазных и трёхфазных инверторах.
Требования к батарее
У низковольтных гибридов в параллели батарея, как правило, должна быть общей: все инверторы подключают к одной шине постоянного тока, а связь с BMS заводят на ведущий инвертор. Раздельные батареи у каждого инвертора приводят к тому, что уровни заряда расходятся и группа работает неустойчиво. Для высоковольтных серий схема подключения батарей своя — она приведена в руководстве.
Общая батарея должна выдержать суммарный ток. Два гибрида по 8 кВт — это 16 кВт; при напряжении 51,2 В ток равен 16 000 ÷ 51,2 ≈ 312 А. Отсюда три следствия.
- Число модулей. Если один модуль допускает длительный ток разряда 100 А, для полной мощности группы нужно не менее четырёх модулей — независимо от того, сколько ёмкости требуется по расчёту.
- Сборная шина. Модули и инверторы сводят на общую медную шину, рассчитанную на суммарный ток. Соединять «гирляндой» от модуля к модулю при таких токах нельзя: первые перемычки перегреваются.
- Защита каждой ветви. От шины к каждому инвертору идёт своя линия с предохранителем или разъединителем постоянного тока на ток этого инвертора — здесь это 8 000 ÷ 51,2 ≈ 156 А.
Кабели от шины до инверторов делают одинаковой длины и одинакового сечения. Иначе сопротивления ветвей различаются, и один инвертор берёт из батареи больше другого. Сечение под такой ток подбирают по руководству инвертора; оценить потери на своей длине можно в калькуляторе сечения кабеля.
Требования к стороне переменного тока
- Одинаковые кабели. От каждого инвертора до общей шины нагрузки — равная длина и равное сечение. Причина та же: нагрузка делится по сопротивлениям.
- Отдельные автоматы. На сетевом входе и на резервном выходе каждого инвертора — свой автомат. Общий автомат на группу не позволит вывести один инвертор в ремонт.
- Общая нейтраль. Нулевые проводники входов и выходов группы объединяют по схеме из руководства.
- Один датчик на вводе. Трансформаторы тока или счётчик на вводе дома — одни на всю систему; как правило, их подключают к ведущему инвертору.
- Порядок включения. Выходы инверторов объединяют только после того, как параллельный режим настроен и проверен на каждом. Соединённые выходы двух инверторов, не настроенных на параллель, — это короткое замыкание между двумя источниками.
Состав щита для такой системы и место каждой защиты описаны в статье о щите солнечной станции.
Типичные ошибки
- В группу ставят инверторы разных моделей, разной мощности или с разными версиями прошивки. Параллель рассчитана на одинаковые устройства.
- У каждого инвертора своя батарея, хотя серия требует общей.
- Кабели разной длины: один инвертор стоит в метре от шины, другой — в пяти.
- Не заданы адреса, назначены два ведущих или не выбран режим фазы в трёхфазной связке.
- Кабель синхронизации проложен вместе с силовыми или взят случайный вместо штатного — группа периодически теряет связь.
- Связь с BMS подключена к ведомому инвертору.
- Сэкономили на шине и предохранителях постоянного тока.
- Все панели заведены на один инвертор сверх допустимого для его входа. Общая батарея позволяет распределять панели неравномерно, но ограничения входа каждого инвертора остаются в силе.
Что рассмотреть вместо параллели
Прежде чем покупать второй инвертор, проверьте три альтернативы. Первая — модель большей мощности в той же серии: линейки гибридных инверторов перекрывают широкий диапазон. Вторая — переход на высоковольтный класс, где большие мощности достигаются одним корпусом и малыми токами батареи. Третья — пересмотр резервной линии: если убрать с неё бойлер и плиту, часто оказывается, что одного инвертора достаточно.
Частые вопросы
Сколько инверторов можно объединить в параллель?
Предел задаёт производитель для каждой серии и указывает его в руководстве. Для дома на практике хватает двух-трёх; большее число — признак того, что нужен другой класс оборудования.
Можно ли соединить в параллель инверторы разной мощности?
Как правило, нет: параллельный режим рассчитан на одинаковые модели. Исключения, если они есть, прямо описаны в руководстве серии.
Можно ли добавить второй инвертор через несколько лет?
Да, если модель той же серии доступна и версии прошивок удаётся привести к совместимым. Чтобы наращивание прошло без переделок, сразу закладывают место на стене, шину постоянного тока с запасом и свободные места в щите.
Удваивается ли при параллели пиковая мощность для пуска двигателей?
Да, пик группы растёт вместе с номиналом, но только если батарея отдаёт соответствующий ток. Для одного насоса это избыточное решение — подробности в статье о пусковых токах.