3 相ハイブリッド インバーター ガイド: サイズ、バッテリーのペアリング、購入に関するアドバイス

分電盤を開けて、活線が 1 つではなく 3 つあることを見つけたことがある人なら、なぜ 3 相ハイブリッド インバーターがこれほど頻繁に要求されるのかをすでにご存知でしょう。ソーラーインバーター、バッテリー充電器、エネルギーマネージャーを 1 つのシャーシに統合し、すべてを 1 つのラインに押し込むのではなく、3 つのフェーズすべてに電力を供給します。私たちはこれらのユニットを毎週供給してサポートしていますが、実際にどのように動作するのか、どのバッテリーを使用する必要があるのか​​、どのくらいの大きさが必要なのかなど、同じ質問が繰り返し寄せられます。

このガイドは私たちの実践的な答えです。動作原理、単相機械と三相機械の違い、2 つの主流のバッテリー アーキテクチャ、サイジング ルール、およびスムーズな設置とイライラする設置を区別する機能について説明します。

三相ハイブリッドインバーターとは何ですか?

三相ハイブリッド インバーターは、ソーラー モジュールからの DC 電力を三相 AC 電力に変換し、同時にバッテリー バンクの充放電も管理します。 「ハイブリッド」とは、ユニットが生成と保存を同時に処理することを意味します。 「三相」とは出力を表します。3 つの活電導体がそれぞれ 120 度オフセットされ、ヨーロッパのほとんどの地域で公称 400 V の線間電圧を供給し、他の地域でも同等の配置となります。

機能的には、ストリング インバーター、バッテリー インバーター充電器、システム コントローラーという 3 つの個別のデバイスを置き換えます。この統合により、壁のスペース、ケーブル配線、および試運転時間が節約されます。そのため、新しい住宅設計では、ハイブリッド ユニットが個別のバッテリー インバータに大きく取って代わられています。

住宅用モデルは通常 5 kW ～ 30 kW です。商用バージョンは 40 kW、50 kW、75 kW にステップアップし、大規模なサイトや並列設備では 100 kW と 125 kW のユニットが使用されます。

三相ハイブリッドインバーターの仕組み

エンクロージャ内の電力経路は簡単にたどることができます。

1. PV入力。 ストリングは MPPT チャネルに接続され、動作電圧を継続的に調整して利用可能な電力を最大限に活用します。
2. DCバス。 ソーラー入力、バッテリーポート、インバーター段は共通の DC リンクで接続されます。
3. バッテリーポート。 双方向 DC-DC コンバータは、余剰の太陽光発電またはオフピークのグリッド電力からパックを充電し、負荷が発電量を超えると放電します。
4. 三相ブリッジ。 DC リンクは、グリッドの周波数と位相に同期して AC に変換されます。
5. 測光。 変流器またはスマート メーターは供給点で電力を測定し、蓄電、輸出、または輸入のタイミングをインバータに指示します。
6. バックアップ出力。 EPS 端末は、通常 10 ～ 20 ミリ秒以内の停電中、選択された回路を稼働状態に保ちます。

出力は三相であるため、インバータは電力を 3 つのラインすべてに均等に分散できます。より優れたモデルはアンバランス出力もサポートしており、最も重い負荷がかかる相に意図的により多くの電力を送ります。これは、ヒートポンプが 1 つの相に設置され、家の残りの部分が別の相に設置されている場合に役立ちます。

単相ですか、それとも三相ですか?実際の比較

通常、この問題は施設の供給タイプによって解決されますが、ハードウェアを注文する前にその違いを理解しておく価値があります。

物件に三相接続があり、ヒートポンプ、IH コンロ、22 kW ウォールボックス、またはワークショップの機械などの負荷がある場合、ほとんどの場合、三相ハイブリッドがより適しています。これにより、位相のバランスが保たれ、迷惑なトリップが回避され、通常は需要が増大した場合に後で並列化することができます。

低電圧または高電圧バッテリーのアーキテクチャ

出力タイプが決まれば、バッテリーのアーキテクチャが次の分かれ道となります。

低電圧 (48 V) システム

低電圧パックはモジュール式で広く入手可能であり、拡張も簡単です。一般的な 48 V バンクは約 5 kWh から始まり、5 kWh ずつ段階的に 15 または 16 kWh まで増加します。これは、適度な夜間消費量のほとんどの家庭をカバーします。バンク全体を交換することなく個々のモジュールを交換できるため、長期にわたるサービスがシンプルかつ予測可能に保たれます。

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このルートは、予算に合わせて構築されるプロジェクトや段階的に拡張されるプロジェクトに適しており、住宅の改修で主流である 48 V ハイブリッド インバーターと自然に組み合わされます。

高電圧（100V～800V）システム

高電圧バッテリーは、同じエネルギーに対してより少ない、より大きなモジュールとより細いケーブルを使用します。充電と放電の損失が少なく、スタックされたモジュールを使用すると、容量が約 10 kWh から 80 kWh 以上に増加します。これらのシステムは、最低のエントリー価格よりも効率とコンパクトな設置面積が重要な大規模住宅、三相商業施設、および設備に自然に適合します。

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どちらのアーキテクチャを選択する場合でも、インバーターとバッテリー管理システムは同じプロトコルを使用する必要があります。注文前に互換性を確認すると、現場での時間を大幅に節約できます。

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三相ハイブリッド インバーターのサイズを決定する方法

サイジングでは、アレイのピーク値を正確に一致させることはほとんどありません。実行可能なシーケンスは次のようになります。

1. 継続的な日中の負荷と夕方と夜間の負荷を別々に合計します。
2. 最大の単一負荷、特にモーターを備えたものに注意し、その始動電流を考慮してください。
3. アレイの合計 DC 容量を、インバーターの推奨 DC/AC 比 (通常は 1.1 ～ 1.5) と比較して確認してください。
4. 一晩どれだけのエネルギーを蓄えなければならないかを決定し、それを放電深度を考慮して使用可能なバッテリー容量に変換します。
5. パワーコンディショナに正しくキャップを取り付けることができるように、グリッド接続の承認された輸出制限を確認してください。

AC定格を適度に大きくすると、将来の負荷に備えて余裕が生まれますが、過度に大きくすると、低出力時の効率が低下し、実質的なメリットがなくコストが増加します。

実際のインストールで重要な機能

• 収量を損なうことなく 2 方向または 3 方向に面した屋根を処理するのに十分な MPPT チャネル。
• アンバランス三相出力。グリッドから電力を供給することなく、重い単相負荷を供給し続けます。
• 2 番目の電源が必要なサイト用の発電機または AC 結合入力。
• 並列機能があるため、元のユニットを交換せずに容量を増やすことができます。
• 実用的なモニタリング。理想的には、ローカル ディスプレイのみではなく、データ ロガーとリモート アクセスを使用します。
• 設置国の明確な保護等級と認定。

三相ハイブリッド インバーターが合理的な場合

• 三相電源とヒートポンプまたは EV 充電器を備えた大規模なファミリー向け住宅。
• 作業場、ゲストハウス、農場の建物などの小規模な商業施設。
• 停電時に選択された回路にバックアップ電源が必要な物件。
• 太陽光発電、蓄電装置、発電機を 1 つの管理システムに組み合わせたサイト。

適切なユニットを調達して納品する

モデルの選択は 1 つの作業です。適切なユニット、適合するバッテリー、および適切なアクセサリを現場で時間どおりに入手することもまた別の作業です。私たちのチームは、いくつかの確立されたインバーターとバッテリーのブランドを横断して作業し、それらを組み合わせて住宅用および商業用プロジェクト向けの完全なパッケージを作成します。仕様の確認や特定の構成の見積もりが必要な場合は、いつでもお問い合わせいただけます。 無料見積もりをリクエストする オプションや納期についても対応させていただきます。

三相インバータと高電圧蓄電器を混合するプロジェクトの場合は、 三相エネルギー貯蔵システムの技術的互換性とアプリケーションガイド 部品表を完成させる前に。

よくある質問

三相ハイブリッド インバーターは送電網の停止中に動作できますか?

はい、バックアップまたは EPS 出力があり、バッテリーに十分な充電がある場合は可能です。その出力に配線された回路のみが供給されるため、どの負荷が最も重要かを計画してください。

後でバッテリーを追加できますか?

通常はそうです。最新のハイブリッド インバーターのほとんどは、初日からバッテリーを受け入れますが、パックが接続されるまではソーラーのみモードで動作します。

MPPT トラッカーは何台必要ですか?

屋根の向きまたは陰影パターンごとに 1 つが実際的なルールです。 2 つまたは 3 つのチャンネルでほとんどの住宅の屋根を快適にカバーします。

メンテナンスは複雑ですか？

いいえ。ヒートシンクを清潔に保ち、換気をチェックし、監視プラットフォームが報告していることを確認してください。そうすれば、ユニットはほとんど自動的に対処します。