3상 인버터 가이드: 유형, 크기 및 태양광에 적합한 인버터를 선택하는 방법

3상 전력은 대부분의 유럽 가정, 작업장 및 상업용 건물의 표준 공급 장치이며 태양광 설계의 거의 모든 결정을 변경합니다. 3상 인버터는 PV 어레이 또는 배터리 뱅크에서 DC 전기를 가져와 균형 잡힌 3상 AC로 전달하므로 시스템은 3상 부하를 직접 실행하고 그리드에 균등하게 내보내며 네트워크 운영자가 설정한 한도 내에서 위상 전류를 유지할 수 있습니다. 창고 지붕에 그리드 연결 장치를 지정하든, 기존 3상 배전반에 하이브리드 인버터를 장착하든, 소규모 상업 현장을 위한 저장 시스템을 구축하든, 동일한 몇 가지 질문이 계속해서 제기됩니다. 이 가이드에서는 이러한 인버터의 작동 방식, 현재 사용 가능한 구성, 적절한 크기 및 보호 방법을 안내합니다.

3상 인버터란 무엇입니까?

3상 인버터는 DC 입력을 3개의 개별 AC 출력 파형으로 변환하는 전력 전자 장치이며, 각각은 다음 파형에서 120도씩 변위됩니다. 유럽 ​​400V 네트워크에서 각 위상은 중성에 비해 대략 230V, 위상 간은 400V에 위치하며 출력은 50Hz의 그리드 주파수로 고정됩니다. 세 가지 파형이 대칭이기 때문에 균형 잡힌 부하에서 순간 전류가 상쇄됩니다. 이것이 3상 모터가 원활하게 작동하는 이유이며 3상 장비가 동일한 양의 전력을 이동하는 데 더 적은 도체 재료가 필요한 이유입니다.

단상 인버터와의 차이점은 단순히 출력 단자 수에만 있는 것이 아닙니다. 3상 장치는 한 번에 세 개의 다리를 제어하고, 모든 위상의 전압과 전류를 독립적으로 측정하고, 부하가 고르지 않게 분산될 때 안정성을 유지해야 합니다. 이러한 추가 제어 작업을 통해 단상 전원이 부과하는 현재 한도 없이 대형 히트 펌프, 작업장 기계 및 3상 EV 충전기에 전력을 공급할 수 있습니다.

3상 인버터의 작동 원리

MPPT 및 DC 링크

DC 측에서는 하나 이상의 최대 전력점 추적기가 PV 어레이가 가장 많이 생산하는 전압과 전류를 지속적으로 검색합니다. 수확된 에너지는 안정화된 DC 링크로 승압되며, 일반적으로 저전압 하이브리드 설계에서는 수백 볼트, 고전압 배터리 시스템에서는 400~800V입니다. 배터리가 연결되면 해당 링크는 양방향 버스가 됩니다. 전력은 PV에서 배터리로, 배터리에서 다시 인버터 단계로, 또는 AC 측으로 곧바로 흐를 수 있습니다.

삼상교

출력 위상당 2개씩 총 6개의 스위칭 장치가 인버터의 핵심을 구성합니다. 고주파수 PWM 스위칭은 각 레그의 정현파 전류를 합성하고 출력 필터는 스위칭 리플을 깨끗한 파형으로 평활화합니다. 위상 고정 루프는 출력을 주파수 및 위상 각도에서 그리드와 일치하도록 유지하며 이는 안전한 병렬 연결과 정확한 역률 제어에 모두 중요합니다.

제어, 모니터링 및 그리드 지원

전력단 위에 최신 장치 계층 인텔리전스를 추가합니다. CT 미터를 통한 수출 제한, 불균형 출력 제어, 필수 부하에 대한 백업 전송, Wi-Fi, 이더넷 또는 4G를 통한 원격 모니터링이 가능합니다. 명판 등급 이상의 이러한 기능은 일상적인 작동에서 동일한 전력을 사용하는 두 개의 인버터를 분리하는 요소입니다.

단상 대 3상: 실제로 변경되는 사항

아래 표에는 단상 설계와 3상 설계 중에서 결정할 때 가장 중요한 실제 차이점이 요약되어 있습니다.

3상 인버터의 주요 유형

그리드 연결형 3상 인버터

여기에는 배터리 포트가 없으며 단순히 변압기가 없는 단계를 통해 PV 에너지를 그리드로 밀어넣습니다. 이는 주간 발전을 위한 가장 간단하고 비용 효율적인 옵션이며, 모든 킬로와트시가 생산되면서 현장에서 수출되거나 소비되는 지붕에 적합합니다. 효율성은 일반적으로 이 클래스에서 가장 높으며, 범위는 소형 5kW 장치부터 상업용 옥상용 3상 모델까지 최대 80kW입니다.

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3상 저전압 하이브리드 인버터

저전압 하이브리드는 DC 측에 48V 배터리 뱅크를 사용하므로 개조 및 배터리 모듈이 점진적으로 추가되는 프로젝트에 적합한 선택입니다. 동일한 전력에 대해 충전 및 방전 전류가 더 높으므로 케이블 크기 및 퓨즈 선택에 주의가 필요하지만 배터리 기술은 성숙하고 널리 사용 가능하며 서비스가 쉽습니다. 이 장치는 이미 3상 가전제품을 운영하고 있는 대규모 가정집과 소규모 작업장에서 인기가 있습니다.

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3상 고전압 하이브리드 인버터

고전압 하이브리드는 200~800V의 스택형 배터리 모듈과 함께 작동합니다. 더 높은 버스 전압은 전류를 낮게 유지하므로 일반적으로 효율성과 백업 전력이 더 좋고 용량이 10kWh에서 60kWh 이상으로 증가하더라도 설치가 컴팩트하게 유지됩니다. 이는 현재 대부분의 새로운 주거용 및 소규모 상업용 저장 프로젝트에서 지정하는 형식이며, 특히 단일 백업 회로가 열 펌프 또는 우물 펌프를 실행해야 하는 경우 더욱 그렇습니다.

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올인원 3상 저장 시스템

이 형식에서는 인버터, 배터리 모듈, BMS 및 종종 전환 장치가 단일 연결 세트를 통해 하나의 캐비닛에 배치됩니다. 설치 시간이 단축되고 배선 실수가 줄어들며 제조업체는 전체 시스템을 하나의 제품으로 조정할 수 있습니다. 상업 및 산업 프로젝트의 경우 동일한 논리가 3상 PCS 장치, 정적 전송 스위치 및 컨테이너형 배터리 시스템을 통해 확장됩니다.

3상 인버터 크기 조정

크기 조정은 PV 어레이가 아니라 부하부터 시작됩니다. 짧은 순서는 숫자를 정직하게 유지합니다.

1. 각 위상의 연속 부하를 합산하고 단일 위상이 인버터 또는 네트워크 운영자가 허용하는 불균형 한계를 초과하지 않는지 확인하십시오.
2. 어레이 DC 정격을 인버터 AC 정격과 비교하십시오. 1.1에서 1.3 사이의 DC-AC 비율은 대부분의 유럽에서 정상입니다.
3. 특히 스트링이 서로 다른 방향을 향하거나 부분적인 그늘 아래에 있는 경우 지붕 레이아웃에 필요한 MPPT 입력 수를 확인하세요.
4. 커버하려는 저녁 및 야간 소비량에 맞게 배터리 크기를 조정한 다음 인버터의 충전 및 방전 전력이 실제로 사용 가능한 시간 내에 해당 에너지를 이동할 수 있는지 확인하십시오.
5. 백업 부하와 시작 서지를 나열한 다음 인버터가 자체적으로 이를 수행할 수 있는지 확인하십시오.
6. 25도 등급의 장치는 더운 공장실에서 더 적은 양의 전력을 공급하므로 온도 경감 계수를 적용합니다.

kW와 kVA의 차이점에 유의하세요. 역률이 0.8인 10kW 3상 인버터는 10kVA의 피상 전력을 제공하며 이는 장치를 변압기나 발전기에 연결할 때 중요합니다. 3상 부하와 스토리지를 결합하는 경우 전압 창, 위상 균형 및 백업 전송과 관련된 호환성 질문은 다음에서 더 자세히 다룹니다. 3상 에너지 저장 시스템에 대한 기술 호환성 가이드 .

배선 및 보호 필수 사항

3단계 작업은 단상 작업보다 즉흥적으로 작업할 여지가 적습니다. 그 이유는 주로 중립 장치와 보호 장치가 서로 다르게 작동하기 때문입니다.

• 5코어 케이블을 사용하고 전류가 0이 아닌 최악의 불균형을 고려하여 중성선 크기를 조정하십시오.
• 인버터의 DC 누설 특성에 맞는 잔류 전류 장치를 선택하십시오. A 유형이 일반적이며 일부 설계에는 B 유형이 필요합니다.
• 특히 가공선이 있는 시골 네트워크의 경우 진입점에 DC 및 AC 서지 보호 장치를 설치하십시오.
• 네트워크 운영자가 수출 제한을 요구하는 곳에 CT 미터 또는 스마트 미터를 설치하고 시운전 전에 판독 방향을 확인하십시오.
• 정의된 단일 접지 지점을 사용하여 접지 도체와 랙의 등전위 본딩을 중성선과 분리하세요.

삼상 인버터가 사용되는 곳

• 열 펌프, 3상 조리기 또는 작업 도구를 갖춘 대형 주택.
• 모터가 부하 프로필을 지배하는 소규모 상업 시설, 빵집 및 작업장.
• 펌프, 팬, 곡물 처리 장비를 운영하는 농업 현장.
• 관세 차익거래 및 수요 대응이 필요한 상업 및 산업 저장 프로젝트.
• 3상 AC 충전기와 DC 파일이 동일한 전원에서 공급되는 EV 충전 허브.

일반적인 선택 실수

• kW만으로 구매하고 배터리 전압 창과 충전 전력을 무시합니다.
• 모든 3상 인버터가 중성점을 공급한다고 가정합니다. 일부 그리드 연결 디자인은 3선 전용입니다.
• 위상 불균형 한계를 간과한 후 출력이 축소되는 이유가 궁금합니다.
• 백업 출력은 일반적으로 전용 필수 부하 보드로 제한된다는 점을 잊어버리십시오.
• 나중에 새 인버터를 강제로 설치하는 두 번째 배터리 모듈을 위한 공간을 남겨두지 않습니다.

자주 묻는 질문

3상 인버터가 단상 전원으로 작동할 수 있습니까?

아니요. 3상 인버터에는 위상 관계가 정의된 3개의 활성 도체가 필요합니다. 단상 공급 장치만 사용할 수 있는 경우 대신 단상 하이브리드 장치를 사용하거나 네트워크 운영자에게 3상 업그레이드에 대해 문의하세요.

3상 인버터에는 항상 중성선이 필요합니까?

항상 그런 것은 아닙니다. 일부 계통 연결 장치는 3선 작동용으로 설계되었지만 하이브리드 및 백업 가능 인버터에는 불균형 단상 부하를 공급하기 위해 거의 항상 중성선이 필요합니다. 주문하기 전에 배선도를 확인하십시오.

저전압 배터리와 고전압 배터리 중 어느 것이 더 좋나요?

고전압은 더 높은 백업 전력과 증가하는 용량을 갖춘 새로운 설치에 적합한 반면, 저전압은 모듈이 단계적으로 추가되는 개조 및 프로젝트에 적합합니다. 인버터가 배터리와 올바르게 일치하면 둘 다 잘 작동합니다.

3상 인버터를 선택하려면 현장의 부하 프로필, 사용하려는 배터리 형식, 네트워크 운영자가 연결 지점에서 시스템이 작동하기를 원하는 방식이라는 세 가지 사항이 일치해야 합니다. 이를 정렬하면 나머지 디자인이 빠르게 제자리에 들어갑니다. 테스트를 거친 3상 인버터, 하이브리드 장치 및 일치 키트 카탈로그에서 최종 후보 목록을 작성하고 싶다면, 프로젝트 세부정보를 보내주세요. 저희 팀이 구성과 견적을 가지고 다시 연락드리겠습니다.