انواع اینورترهای خورشیدی

اینورتر (Inverter) دستگاهی الکترونیکی است که وظیفه تبدیل جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی به جریان متناوب (AC) را بر عهده دارد. در نیروگاه خورشیدی، اینورتر نقش حیاتی در تأمین توان قابل استفاده برای مصارف خانگی، صنعتی یا شبکه‌های برق ایفا می‌کند. بدون اینورتر، انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی، که به صورت جریان مستقیم است، نمی‌تواند به طور مستقیم در تجهیزات الکتریکی معمولی که نیاز به جریان متناوب دارند، استفاده شود. در ادامه به بررسی انواع اینورترهای خورشیدی میپردازیم.

بررسی اینورترها از نظر شکل موج تولیدی:

اینورترها وظیفه تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) را بر عهده دارند. اما در فرایند تبدیل، نوع و شکل موج خروجی تولید شده توسط اینورتر بسیار اهمیت دارد، زیرا کیفیت شکل موج تولیدی تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم‌های الکتریکی و عمر دستگاه‌ها دارد. از این رو، اینورترها از نظر شکل موج تولیدی به چند دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

اینورترهای موج سینوسی کامل (Pure Sine Wave Inverters)

اینورترهایی که موج سینوسی کامل تولید می‌کنند، دقیقاً مشابه با شکل موج AC که توسط شبکه برق تولید می‌شود، عمل می‌کنند. این نوع اینورترها بالاترین کیفیت شکل موج را دارند و برای تمامی انواع بارهای الکتریکی، اعم از بارهای مقاومتی، القایی و سلفی، مناسب هستند.

اینورترهای موج مربعی اصلاح شده (Modified Sine Wave Inverters)

اینورترهای موج مربعی اصلاح شده شکل موج AC را به‌صورت پله‌ای و با اعوجاج‌هایی نسبت به موج سینوسی تولید می‌کنند. این نوع اینورترها برای بارهای ساده‌تر و کم‌حساسیت‌تر مناسب هستند.این نوع اینورترها برای لوازم خانگی ساده مانند لامپ‌ها، پنکه‌ها و برخی دستگاه‌های کوچک مناسب‌اند.

اینورترهای موج سینوسی اصلاح شده (Modified Sine Wave Inverters)

این نوع اینورترها معمولاً با استفاده از مدارهای الکترونیکی، سعی می‌کنند شکل موج سینوسی را تا حد ممکن شبیه‌سازی کنند، اما معمولاً با برخی از انحرافات و تغییرات در شکل موج. این نوع اینورترها بیشتر برای مصارف خانگی و صنعتی کم‌مصرف استفاده می‌شوند.

اینورتر موج مربعی (Square Wave Inverter)

اینورتر موج مربعی یکی از ساده‌ترین انواع اینورترها است که جریان مستقیم (DC) را به شکل موج مربعی تبدیل می‌کند. این نوع اینورترها به‌دلیل طراحی ساده و هزینه پایین برای بارهای خاصی مناسب است، اما بسیاری از دستگاه‌های الکتریکی به دلیل ویژگی‌های خاص خود قادر به استفاده از این موج نیستند.

و نسبت به سایر انواع اینورترها (مانند موج سینوسی کامل یا اصلاح‌شده) بسیار پایین‌تر است.

اینورترها از نظر اتصال به شبکه

اینورترها از نظر نحوه اتصال به شبکه برق یا سیستم بار به چند دسته تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی تأثیر زیادی بر نحوه عملکرد، کارایی، و کاربرد آن‌ها در سیستم‌های انرژی خورشیدی و سایر کاربردهای انرژی دارد. اینورترها از نظر اتصال به شبکه به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

1. اینورترهای متصل به شبکه (Grid-Tied Inverters)
2. اینورترهای مستقل از شبکه (Off-Grid Inverters)
3. اینورترهای هیبریدی (Hybrid Inverters)

نوشته های مشابه

کسب درآمد از نیروگاه خورشیدی

نحوه راه‌اندازی نیروگاه خورشیدی

اینورترهای متصل به شبکه (Grid-Tied Inverters)

اینورترهای متصل به شبکه به‌طور مستقیم با شبکه برق عمومی (Grid) ارتباط برقرار می‌کنند و برق تولیدی از پنل‌های خورشیدی یا منابع انرژی دیگر را به شبکه تزریق می‌کنند. این نوع اینورترها بیشتر در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده قرار می‌گیرند که قصد دارند تولید انرژی خود را به شبکه برق عمومی ارسال کنند.

ویژگی‌ها:

– تزریق برق به شبکه: اینورترهای متصل به شبکه می‌توانند انرژی تولیدی را که از منابع تجدیدپذیر (مانند پنل‌های خورشیدی) به‌دست آمده است، به شبکه برق ارسال کنند.

– همگام‌سازی با شبکه: این نوع اینورترها باید با فرکانس و ولتاژ شبکه برق هماهنگ شوند. به‌عبارت دیگر، اینورتر باید بتواند ولتاژ و فرکانس برق شبکه را شبیه‌سازی کند تا بدون ایجاد اختلال در شبکه، به آن متصل شود.

– عدم نیاز به ذخیره‌سازی: این نوع سیستم‌ها نیازی به ذخیره‌سازی انرژی ندارند زیرا برق تولیدی به‌طور مستقیم به شبکه تزریق می‌شود و در صورت نیاز به برق، شبکه قادر به تأمین آن است.

– مدیریت و نظارت: اینورترهای متصل به شبکه معمولاً از سیستم‌های نظارت و کنترل استفاده می‌کنند که به اپراتورها این امکان را می‌دهد که عملکرد سیستم را به‌صورت آنلاین پیگیری کنند.

اینورترهای مستقل از شبکه (Off-Grid Inverters)

اینورترهای مستقل از شبکه در سیستم‌های برق خورشیدی یا سایر منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شوند که نیازی به اتصال به شبکه برق عمومی ندارند. این سیستم‌ها معمولاً در مناطق دورافتاده و مناطقی که شبکه برق در دسترس نیست، به‌کار می‌روند.

ویژگی‌ها:

– عدم وابستگی به شبکه: این نوع اینورترها به‌طور مستقیم به شبکه برق عمومی متصل نمی‌شوند و تمام انرژی تولیدی را برای مصرف خود یا ذخیره‌سازی در باتری‌ها استفاده می‌کنند.

– سیستم ذخیره‌سازی انرژی: در اکثر سیستم‌های مستقل از شبکه، انرژی تولیدی به باتری‌ها ذخیره می‌شود تا در زمان‌هایی که تولید انرژی کافی نیست، بتوان از آن استفاده کرد.

– کنترل داخلی: این نوع اینورترها معمولاً دارای سیستم‌های کنترلی داخلی برای مدیریت شارژ و دشارژ باتری‌ها و همچنین تنظیم میزان مصرف برق هستند.

اینورترهای هیبریدی (Hybrid Inverters)

اینورترهای هیبریدی ترکیبی از اینورترهای متصل به شبکه و مستقل از شبکه هستند. اینورترهای هیبریدی قابلیت اتصال به شبکه برق را دارند و همزمان می‌توانند برق تولیدی را به باتری‌ها ذخیره کنند. این نوع اینورترها معمولاً در سیستم‌های خانگی و تجاری که قصد دارند از انرژی ذخیره‌شده در زمان قطع برق استفاده کنند، به‌کار می‌روند.

ویژگی‌ها:

– اتصال به شبکه و ذخیره‌سازی انرژی: اینورترهای هیبریدی می‌توانند انرژی تولیدی را به شبکه تزریق کرده و در عین حال آن را به باتری‌ها برای استفاده در زمان‌های نیاز ذخیره کنند.

– پشتیبانی از قطع برق: در زمان قطع برق یا اختلال در شبکه، اینورترهای هیبریدی می‌توانند از باتری‌ها انرژی تأمین کنند و به سیستم‌های مصرفی برق بدهند.

– قابلیت مدیریت بار: اینورترهای هیبریدی می‌توانند مصرف انرژی را به‌صورت هوشمند مدیریت کنند و در زمان‌های مناسب از انرژی ذخیره‌شده استفاده کنند تا وابستگی به شبکه کاهش یابد.

انواع اینورترهای خورشیدی از نظر اتصالات پنل‌های خورشیدی

 اینورترهای مرکزی (Central Inverters):

اینورترهای مرکزی در نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ استفاده می‌شوند و تمام انرژی تولیدی از پنل‌های خورشیدی را به جریان متناوب تبدیل می‌کنند. این نوع اینورترها برای پروژه‌های وسیع و نیروگاه‌های خورشیدی تجاری طراحی شده‌اند. یکی از ویژگی‌های این نوع اینورترها، قابلیت تبدیل توان بالا و مقرون به‌صرفه بودن از نظر هزینه است. اما در عین حال، در صورت بروز خطا یا کاهش عملکرد یکی از بخش‌ها، کل سیستم تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

اینورترهای میکرو (Micro Inverters):

اینورترهای میکرو در کنار هر پنل خورشیدی نصب می‌شوند و به‌طور مستقل جریان مستقیم تولیدی هر پنل را به جریان متناوب تبدیل می‌کنند. این سیستم‌ها از مزایای زیادی برخوردار هستند، از جمله افزایش بازدهی به دلیل تبدیل توان مستقل هر پنل و کاهش اثرات ناشی از سایه‌دار شدن یا کثیفی پنل‌ها. اینورترهای میکرو به‌ویژه برای سیستم‌های کوچک و خانگی مناسب هستند.

اینورترهای رشته‌ای (String Inverters):

اینورترهای رشته‌ای معمولاً در پروژه‌های متوسط و کوچک کاربرد دارند و از چندین پنل خورشیدی که به صورت سری به هم متصل هستند، انرژی دریافت می‌کنند. در این سیستم‌ها، چندین پنل به یک اینورتر متصل شده و جریان DC تولیدی توسط آن‌ها به جریان AC تبدیل می‌شود. این سیستم‌ها معمولاً از نظر هزینه و پیچیدگی کمتر از اینورترهای مرکزی هستند و تعمیر و نگهداری آن‌ها آسان‌تر است.

شارژ کنترلر خورشیدی (Solar Charge Controller)

شارژ کنترلر خورشیدی یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های انرژی خورشیدی است که وظیفه مدیریت شارژ باتری‌ها و جلوگیری از آسیب به باتری‌ها را بر عهده دارد. این دستگاه بین پنل خورشیدی و باتری‌ها قرار می‌گیرد و به‌طور خودکار ولتاژ و جریان ورودی به باتری‌ها را کنترل می‌کند تا از شارژ بیش از حد یا دشارژ عمیق جلوگیری کرده و عمر باتری‌ها را افزایش دهد.

وظایف اصلی شارژ کنترلر خورشیدی

کنترل شارژ باتری‌ها:

شارژ کنترلر خورشیدی از باتری‌ها در برابر شارژ بیش از حد یا دشارژ عمیق محافظت می‌کند. به‌عبارت دیگر، این دستگاه جریان و ولتاژ ورودی به باتری‌ها را کنترل می‌کند تا از آسیب‌های ناشی از شارژ زیاد یا کم جلوگیری کند.

جلوگیری از شارژ بیش از حد:

شارژ بیش از حد باتری می‌تواند منجر به گرم شدن و خرابی باتری‌ها شود. شارژ کنترلر با تنظیم ولتاژ و جریان ورودی، از شارژ بیش از حد جلوگیری می‌کند.

حفاظت در برابر معکوس جریان: 

برخی از شارژ کنترلرها از جریان معکوس از باتری‌ها به پنل‌ها جلوگیری می‌کنند. این ویژگی برای جلوگیری از تخلیه انرژی باتری‌ها در شب یا زمان‌های غیر از روز ضروری است.

جلوگیری از دشارژ عمیق:

دشارژ عمیق نیز می‌تواند به باتری‌ها آسیب جدی وارد کند و عمر مفید آن‌ها را کاهش دهد. شارژ کنترلر به‌طور خودکار جریان را زمانی که باتری به سطح ولتاژ خاصی می‌رسد، قطع می‌کند تا از دشارژ بیش از حد جلوگیری شود.

مدیریت جریان انرژی:

این دستگاه به‌طور مداوم جریان و ولتاژ انرژی تولیدی پنل‌های خورشیدی را اندازه‌گیری کرده و آن را به باتری‌ها انتقال می‌دهد و از تبدیل انرژی به‌طور بهینه و کنترل شده اطمینان حاصل می‌کند.

حفاظت از باتری‌ها در برابر شرایط محیطی:

برخی از شارژ کنترلرها دارای حسگرهایی برای اندازه‌گیری دما هستند که به‌طور خودکار تنظیمات شارژ را تغییر می‌دهند تا از آسیب باتری‌ها در دماهای خیلی بالا یا پایین جلوگیری کنند.

انواع شارژ کنترلر خورشیدی

شارژ کنترلرها به‌طور کلی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: PWM و MPPT.

شارژ کنترلر PWM (Pulse Width Modulation)

این نوع شارژ کنترلر ساده‌ترین نوع است که در سیستم‌های خورشیدی کوچک و خانگی به‌کار می‌رود. در این سیستم، جریان باتری‌ها به‌طور مداوم تنظیم می‌شود تا با ولتاژ پنل خورشیدی تطابق یابد.

– ویژگی‌ها:

– ارزان‌تر از نوع MPPT.

– کارایی کمتر نسبت به MPPT به ویژه در شرایط نور کم یا زمانی که پنل‌ها در معرض نور خورشید کمی قرار دارند

شارژ کنترلر MPPT (Maximum Power Point Tracking)

این نوع شارژ کنترلر پیچیده‌تر از PWM است و می‌تواند به‌طور مؤثری بیشترین انرژی ممکن را از پنل خورشیدی استخراج کند. این کنترلر به‌طور مداوم ولتاژ و جریان تولیدی پنل خورشیدی را اندازه‌گیری کرده و برای رسیدن به حداکثر توان، تنظیمات لازم را انجام می‌دهد.

– ویژگی‌ها:

– دارای تکنولوژی ردیابی نقطه قدرت حداکثر (MPPT) است که می‌تواند ولتاژ و جریان تولیدی پنل‌ها را به‌طور خودکار بهینه‌سازی کند.

– توانایی جذب انرژی بیشتر از پنل‌های خورشیدی حتی در شرایط نوری ضعیف.

– معمولاً در سیستم‌های بزرگ و صنعتی که نیاز به حداکثر بهره‌برداری از انرژی خورشیدی دارند، استفاده می‌شود.

-نوع PWMکارایی کمتر نسبت به MPPT به ویژه در شرایط نور کم یا زمانی که پنل‌ها در معرض نور خورشید کم،  دارند.

جهت مشاوره خرید و استعلام قیمت، نصب و راه اندازی، راهنمایی، گارانتی و مشخصات فنی با کارشناسان دیزل صنعت تماس بگیرید. (۳۳۳۵۹۸۱۸ – ۰۴۱ )