اینورتر یکی از مهم ترین تجهیزات منظومه شمسی است. این دستگاهی است که جریان مستقیم (DC) الکتریسیته تولید شده توسط پنل های خورشیدی را به برق جریان متناوب (AC) مورد استفاده در شبکه تبدیل می کند. در جریان مستقیم، الکتریسیته یک ولتاژ ثابت را در یک جهت حفظ می کند. در جریان متناوب، زمانی که ولتاژ از مثبت به منفی تغییر می کند، جریان در هر دو جهت در مدار جریان می یابد. اینورترها تنها نمونه ای از دسته ای از وسایل به نام الکترونیک قدرت هستند که برای تنظیم جریان برق استفاده می شوند.
اساساً یک اینورتر با تغییر جهت ورودی DC به جلو و عقب خیلی سریع DC را به AC تبدیل می کند. در نتیجه ورودی DC به خروجی AC تبدیل می شود. علاوه بر این، از فیلترها و سایر لوازم الکترونیکی می توان برای تولید ولتاژی استفاده کرد که به یک موج سینوسی تمیز و تکرار شونده تبدیل می شود که می تواند به شبکه تزریق شود. موج سینوسی شکل یا الگوی تغییرات ولتاژ در طول زمان است و الگویی از الکتریسیته است که شبکه می تواند بدون آسیب رساندن به تجهیزات الکتریکی که برای کار در فرکانس ها و ولتاژهای خاص طراحی شده است استفاده کند.
نحوه کار اینورترهای خورشیدی در سیستم های فتوولتائیک:
هنگامی که نور خورشید به یک سیستم فتوولتائیک خورشیدی (PV) برخورد می کند، الکترون های درون سلول خورشیدی شروع به حرکت می کنند و انرژی جریان مستقیم (DC) تولید می کنند. مدارهای درون باتری، برق را برای استفاده در خانه شما جمع آوری می کنند.
اینجاست که اینورترهای خورشیدی وارد می شوند. بیشتر خانه ها به جای جریان مستقیم با انرژی جریان متناوب (AC) کار می کنند، بنابراین انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی به خودی خود مفید نیست. هنگامی که پنل های خورشیدی نور خورشید را جمع آوری می کنند و آن را به انرژی تبدیل می کنند، به یک اینورتر فرستاده می شود که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کند. در آن نقطه، برق خورشیدی شما میتواند وسایل برقی و دستگاههای الکترونیکی شما را تامین کند، یا اگر انرژی بیشتری از نیازتان تولید کنید، میتواند به شبکه بازگردد.
مقایسه فناوری اینورتر خورشیدی: اینورترهای رشته در مقابل اینورترهای رشته با بهینه ساز قدرت در مقابل میکرواینورترها
همه اینورترها وظیفه اصلی یکسانی دارند: تبدیل انرژی خورشیدی DC به انرژی AC که برای خانه شما مفید است. با این حال، سه فناوری مختلف اینورتر خورشیدی وجود دارد که می توانید برای سیستم پنل خورشیدی خود انتخاب کنید، که هر کدام کمی متفاوت عمل می کنند.
اینورتر رشته: اینورتر متمرکز استاندارد
اکثر سیستم های خورشیدی کوچک از اینورترهای رشته ای استفاده می کنند که به عنوان اینورترهای "مرکزی" نیز شناخته می شوند. در یک سیستم PV خورشیدی با یک اینورتر رشته ای، هر پانل به یک "رشته" متصل می شود. چندین رشته (معمولا تا سه رشته) را می توان به اینورتر مرکزی متصل کرد. هنگامی که پانل های شما انرژی تولید می کنند، به یک اینورتر فرستاده می شود که معمولاً در کنار خانه، گاراژ یا زیرزمین شما قرار دارد. یک اینورتر تمام برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی شما را برای استفاده در ملک شما به جریان متناوب تبدیل می کند.
مزایا: اینورترهای رشته ای کم هزینه ترین گزینه هستند و فناوری اینورتر بادوام هستند. آنها همچنین راحت ترین نگهداری هستند زیرا در مکانی به راحتی قابل دسترسی قرار دارند.
معایب: کاهش عملکرد یک پنل خورشیدی منفرد (یعنی به دلیل سایه) ممکن است بر خروجی همه پانل های یک رشته خورشیدی تأثیر بگذارد. در حالی که چندین رشته میتوانند چندین صفحه سقف را روی یک اینورتر قرار دهند، اینورترهای رشتهای ممکن است برای طراحیهای پیچیدهتر سیستم یا سقفهایی با سایهزنی منظم مناسب نباشند.
بهترین برای: داراییهایی با سقفهای "ساده" که نور خورشید را در طول روز دریافت میکنند و صاحبان خانههایی که به دنبال یک سیستم PV خورشیدی ارزانتر هستند.
Power Optimizer: گزینه ای مبتنی بر پنل که می تواند با یک اینورتر رشته ای جفت شود
بهینه سازهای قدرت را می توان به عنوان مصالحه ای بین اینورترهای رشته ای و میکرواینورترها در نظر گرفت. مانند میکرواینورترها، بهینه سازهای برق در پشت بام، نزدیک (یا یکپارچه با) پنل های خورشیدی جداگانه قرار دارند. با این حال، سیستمهای دارای بهینهساز قدرت همچنان انرژی را به یک اینورتر متمرکز ارسال میکنند.
بهینه ساز برق در پنل خورشیدی DC را به AC تبدیل نمی کند. در عوض، آنها با تثبیت ولتاژ ارسالی به اینورتر رشته، توان DC را "تنظیم" می کنند. در سناریوهای سایهزنی، سیستمهایی که بهینهسازهای توان را با اینورترهای رشتهای جفت میکنند، کارآمدتر از سیستمهایی هستند که از اینورترهای رشتهای به تنهایی استفاده میکنند.
مزایا: مانند میکرواینورترها، بهینهسازهای برق میتوانند کارایی سیستم پنل خورشیدی شما را در صورت داشتن سقف پیچیده یا سایهاندازی مکرر افزایش دهند. با این حال، بهینه سازها نسبت به میکرواینورترها هزینه کمتری دارند. آنها خروجی هر پانل را برای کاهش تأثیری که هر پانل سایه دار ممکن است داشته باشد، بهینه می کنند و مزایای نظارت بر عملکرد پانل جداگانه را فراهم می کنند.
معایب: سیستمی که یک بهینه ساز قدرت را با یک اینورتر رشته ای جفت می کند، هزینه بیشتری نسبت به سیستمی با گزینه اینورتر رشته استاندارد دارد. مانند میکرواینورترها، نگهداری سیستمهای PV خورشیدی با بهینهسازهای قدرت دشوارتر است.
بهترین برای: صاحبان خانه هایی با سقف خورشیدی کمی کمتر از ایده آل که مایلند برای افزایش عملکرد سیستم پنل خورشیدی خود هزینه بیشتری بپردازند اما نمی خواهند روی یک میکرواینورتر سرمایه گذاری کنند.
میکرواینورترها: کارایی بالا، هزینه بالا
اگر اینورترهای رشته ای را بتوان اینورترهای "مرکزی" در نظر گرفت، میکرواینورترها اینورترهای "توزیع شده" هستند. سیستم های PV خورشیدی با میکرواینورترها یک اینورتر کوچک را به جای هر پنل خورشیدی نصب می کنند. سیستمهای میکرواینورتر به جای هدایت انرژی از هر پنل به یک اینورتر، انرژی خورشیدی DC را مستقیماً روی سقف به برق متناوب تبدیل میکنند.
مزایا: وجود یک میکرواینورتر در هر پنل خورشیدی می تواند مزایای عملکردی را به خصوص برای سیستم هایی با طراحی پیچیده تر یا نیاز به سایه داشته باشد. میکرواینورترها خروجی هر پانل روی پانل را بهینه میکنند تا اثرات سایهزنی را کاهش دهند و امکان نظارت در سطح پانل سیستم را فراهم کنند.
معایب: هزینه میکرو اینورترها بسیار بیشتر از اینورترهای رشته ای است و به دلیل اینکه روی پشت بام قرار دارند، اگر مشکلی پیش بیاید نگهداری یا تعمیر آنها دشوارتر است.
بهترین برای: سیستمهایی با پنلهای خورشیدی در جهتهای مختلف، صاحبان خانههایی که به دنبال به حداکثر رساندن انرژی خورشیدی در یک فضای کوچک هستند، و سقفهای «پیچیده» با شیروانیها، دودکشها یا سایر اشیاء که ممکن است سایههایی را ایجاد کنند.