Високовольтний чи низьковольтний інвертор: чим відрізняються і що обрати
Іван ПлюхінІнженер Energy Evolution, офіційного дистриб'ютора Deye
Коротко
Вони відрізняються напругою акумулятора: низьковольтний інвертор працює з батареєю 48 В (у LiFePO4 номінал 51,2 В), високовольтний зі стійкою модулів на 160–1000 В. Для квартири і будинку до 16–20 кВт простіше й дешевше взяти 48 В. Від 20 кВт і для накопичувачів на десятки й сотні кВт·год беруть високовольтні системи.
- 48 В
- батарея низьковольтної системи, модулі з'єднують паралельно
- 160–1000 В
- батарея високовольтних інверторів Deye, модулі послідовно
- 350 А і 37 А
- струм заряду двох інверторів Deye на 20 кВт
Яка система потрібна саме вам
Оберіть фази, потужність інвертора і ємність, яку хочете мати. Праворуч з'явиться відповідь і струм, який доведеться брати з батареї при 48 В і при 400 В.
Яка система вам потрібна
відповідь одразуВвід у будинок
Потужність інвертора
Ємність батареї
Низьковольтна, 48 В
Для такої потужності це найдешевший варіант: великий вибір інверторів і батарей, ємність додається по одному модулю.
У чому різниця між ними
Обидва інвертори роблять одне й те саме: беруть енергію з панелей, мережі й акумулятора і видають 230 або 400 В змінного струму в будинок. Відрізняє їх батарея.
Усередині будь-якого інвертора є шина постійного струму на кілька сотень вольт, з неї і збирається змінна напруга. Низьковольтному інвертору доводиться піднімати 48 В батареї до цього рівня окремим перетворювачем, а потім опускати назад, коли батарея заряджається. У високовольтного напруга батареї вже близька до напруги шини, тому цей вузол простіший або його немає взагалі.
| Низьковольтна, 48 В | Високовольтна | |
|---|---|---|
| Напруга батареї | 40–60 В | 160–1000 В |
| Струм з батареї на 10 кВт | ≈ 195 А | ≈ 25 А при 400 В |
| Як нарощують ємність | модулі паралельно, по одному | модулі послідовно в стійку |
| Найменша система | один модуль 5 кВт·год | від 3–4 модулів, 15–64 кВт·год |
| Потужність інверторів у каталозі | 5–20 кВт | 20–125 кВт |
| Монтаж | звичайний електрик з досвідом | лише з допуском до робіт під високою напругою |
Струм: чому 48 В упираються в 20 кВт
Потужність дорівнює напрузі, помноженій на струм. Якщо напруга низька, ту саму потужність доводиться передавати великим струмом.
струм (А) = потужність (Вт) ÷ напруга батареї (В)Інвертор на 10 кВт від батареї 51,2 В бере 10 000 ÷ 51,2 ≈ 195 А. Від стійки на 400 В ті самі 10 кВт це 25 А, у вісім разів менше.
Великий струм означає товсті мідні кабелі, масивні шини, запобіжники на сотні ампер і нагрів у кожному з'єднанні. Тому низьковольтні гібриди в нашому каталозі закінчуються на 20 кВт. Найкраще це видно на двох моделях Deye однієї потужності:
| Інвертор Deye на 20 кВт | Батарея | Струм заряду |
|---|---|---|
| SUN-20K-SG05LP3-EU-SM2 | 48 В | 350 А |
| SUN-20K-SG01HP3-EU-AM2 | 160–700 В | 37 А |
У низьковольтної системи є ще одна межа: батарея сама обмежує струм. За паспортом Deye SE-F5 Pro-C віддає до 120 А, це близько 6 кВт. Інвертор на 8 чи 10 кВт з одним таким модулем під час відключення повної потужності не дасть, потрібні два модулі або батарея на 230 А, як SE-F12-L чи SE-F16-C.
ККД: де губляться відсотки
Кожне перетворення напруги забирає частину енергії. У низьковольтній системі енергія з панелей проходить через зайвий крок: спершу її опускають до 48 В, щоб зарядити батарею, а ввечері знову піднімають до напруги шини. У високовольтній цей крок коротший, тому за цикл заряду і розряду губиться на кілька відсотків менше.
Для резервного живлення, коли батарея розряджається кілька разів на тиждень, ця різниця майже непомітна. Для станції, яка щодня заряджає накопичувач від сонця і віддає його ввечері, кілька відсотків за кожен цикл перетворюються на помітні кіловат-години за рік.
Ємність: як нарощують і з чого починають
Модулі на 48 В з'єднують паралельно: напруга лишається тією самою, ємність складається. Почати можна з однієї батареї на 5 кВт·год і згодом додати другу. Модулі серії Deye SE-F з'єднують до 32 штук, головне брати ту саму модель і перед підключенням вирівняти напругу.
Високовольтну стійку збирають послідовно: кожен модуль додає свою напругу, а зверху стоїть блок керування, який стежить за всіма модулями разом. Інвертор запуститься, лише коли напруга стійки увійде в його діапазон, тому найменша система тут більша:
| Високовольтна батарея | Модулів у стійці | Ємність |
|---|---|---|
| Dyness S51100 (STACK100) | 3–15 | 15,36–76,8 кВт·год |
| Deye BOS-A-Pack7.68 | 7–21 | 53,76–161,28 кВт·год |
| Fox ESS CQ16 | 4–15 | 64,28–241,05 кВт·год |
Додати модуль у вже зібрану стійку можна в межах, які дозволяє виробник, і лише такий самий. Якщо плануєте розширення, обговоріть його до покупки: інколи вигідніше одразу взяти стійку з запасом місця або поставити другу поруч.
Безпека і монтаж
48 В належить до наднизької напруги: дотик до клем не смертельний, небезпечний тут струм: погано затягнута клема на 200 А гріється, тому низьковольтну батарею під'єднують короткими кабелями потрібного перерізу і через автомат постійного струму.
Стійка на 400–900 В постійного струму небезпечна для життя. Дуга постійного струму сама не гасне, як у мережі змінного струму, тому захист ставлять тільки розрахований на таку напругу. Монтаж і обслуговування виконує бригада з допуском, а стійку розміщують в окремому приміщенні з обмеженим доступом. У квартирі такого приміщення зазвичай немає.
Що виходить дешевше
На малих ємностях дешевша система на 48 В. Низьковольтних інверторів і батарей випускають найбільше, вони взаємозамінні в межах списків сумісності, а система стартує з одного модуля. Високовольтній потрібні блок керування стійкою і мінімальна кількість модулів, тому вхідний квиток дорожчий.
Від 60–100 кВт·год вигідніша вже високовольтна система. Щоб набрати таку ємність на 48 В, треба поставити в паралель десяток модулів, і кожному потрібні свої кабелі та шини. Високовольтна стійка збирається компактніше, а комерційні інвертори з нашого каталогу на 20–125 кВт працюють лише з високовольтними батареями.
Кому що підходить
Квартира і будинок з однією фазою. Низьковольтний інвертор на 5–16 кВт і батарея 5–16 кВт·год. Виняток становлять системи «все в одному», як Fox ESS P100: усередині високовольтна батарея на 204,8 В, але вона закрита в одному корпусі з інвертором і обслуговується як побутовий прилад.
Будинок з трьома фазами. До 20 кВт підходять обидва варіанти. Якщо батарея до 32 кВт·год і станція працює переважно як резерв, 48 В вийде простіше. Якщо ви плануєте 40 кВт·год і більше та щоденну роботу від сонця, порахуйте і високовольтну систему.
Бізнес від 20–30 кВт. Високовольтні гібриди Deye, Solis, Fox ESS і стійки на десятки або сотні кВт·год. Струм на 48 В для такої потужності вже непрактичний.
Помилки при виборі
- Купили батарею, несумісну з інверторомНизьковольтний інвертор не працює з високовольтною батареєю, і навпаки. Навіть при правильній напрузі батарея має бути у списку сумісності інвертора, бо вони обмінюються даними по CAN або RS485.
- Поставили потужний інвертор на одну малу батареюІнвертор на 16 кВт і один модуль на 120 А: під час відключення система вимкнеться, щойно навантаження перевищить 6 кВт, наприклад коли разом працюють бойлер, чайник і пральна машина. Батарей у паралелі має бути стільки, щоб їхній сумарний струм покривав потужність інвертора.
- Взяли високовольтну систему для квартири «на виріст»Мінімальна стійка дорожча за систему на 48 В, якої вистачає на 6–8 кВт резерву, а виграш у ККД на малій системі не окупить різницю. Для квартири розумніше взяти 48 В і додати модуль, коли знадобиться.
Питання
Що краще для приватного будинку, високовольтний чи низьковольтний інвертор?
Для будинку до 16 кВт на одній фазі або до 20 кВт на трьох зазвичай краще низьковольтний на 48 В: дешевший старт, більше вибору батарей, ємність можна додавати по одному модулю. Високовольтний варто розглянути, якщо потрібна потужність понад 20 кВт або батарея від 40 кВт·год з щоденною роботою від сонця.
Чи можна підключити високовольтну батарею до низьковольтного інвертора?
Ні. Вхід батареї низьковольтного інвертора розрахований на 40–60 В, високовольтна стійка видає сотні вольт. Так само батарея на 48 В не запустить високовольтний інвертор.
Чи бувають трифазні інвертори на 48 В?
Так. Наприклад, Deye SUN-SG05LP3 на 10, 12, 15, 16 і 20 кВт працюють з батареєю 48 В. На 20 кВт струм заряду в них уже 350 А. Більші низьковольтні моделі існують, але для такої потужності частіше беруть високовольтну систему.
Чи безпечна високовольтна батарея в будинку?
Безпечна, якщо змонтована за правилами: блок керування стійки відключає модулі при аварії, а захисні автомати розраховані на постійну напругу. Але працювати з нею може лише фахівець з допуском, і ставлять її в технічному приміщенні, куди не мають доступу діти.
Який ККД вищий?
У високовольтної системи, на кілька відсотків за цикл заряду і розряду, бо напругу батареї не треба піднімати з 48 В. Помітно це на станціях, які щодня ганяють батарею від сонця. Для резерву на кілька відключень на тиждень різниця невелика.
Чому для бізнесу беруть високовольтні інвертори?
На 50 кВт від батареї 48 В довелося б брати майже 1000 А. Кабелі, шини й запобіжники на такий струм займають багато місця і гріються, тому комерційні інвертори від 20–30 кВт майже завжди працюють зі стійками на сотні вольт.