نقش اینورترهای فتوولتائیک چیست؟ نقش اینورتر در سیستم تولید برق فتوولتائیک

اصل تولید برق فتوولتائیک خورشیدی، فناوری‌ای است که با استفاده از اثر فتوولتائیک رابط نیمه‌رسانا، انرژی نور را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. جزء کلیدی این فناوری، سلول خورشیدی است. سلول‌های خورشیدی به صورت سری بسته‌بندی و محافظت می‌شوند تا یک ماژول سلول خورشیدی با مساحت بزرگ تشکیل دهند و سپس با یک کنترل‌کننده توان یا چیزی شبیه به آن ترکیب می‌شوند تا یک دستگاه تولید برق فتوولتائیک تشکیل دهند. کل این فرآیند، سیستم تولید برق فتوولتائیک نامیده می‌شود. سیستم تولید برق فتوولتائیک شامل آرایه‌های سلول خورشیدی، بسته‌های باتری، کنترل‌کننده‌های شارژ و دشارژ، اینورترهای فتوولتائیک خورشیدی، جعبه‌های ترکیبی و سایر تجهیزات است.

چرا از اینورتر در سیستم تولید برق خورشیدی فتوولتائیک استفاده کنیم؟

اینورتر دستگاهی است که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کند. سلول‌های خورشیدی در نور خورشید، برق DC تولید می‌کنند و برق DC ذخیره شده در باتری نیز برق DC است. با این حال، سیستم منبع تغذیه DC محدودیت‌های زیادی دارد. بارهای AC مانند لامپ‌های فلورسنت، تلویزیون‌ها، یخچال‌ها و پنکه‌های برقی در زندگی روزمره را نمی‌توان با برق DC تغذیه کرد. برای اینکه تولید برق فتوولتائیک به طور گسترده در زندگی روزمره ما مورد استفاده قرار گیرد، اینورترهایی که می‌توانند جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کنند، ضروری هستند.

اینورتر فتوولتائیک به عنوان بخش مهمی از تولید برق فتوولتائیک، عمدتاً برای تبدیل جریان مستقیم تولید شده توسط ماژول‌های فتوولتائیک به جریان متناوب استفاده می‌شود. اینورتر نه تنها عملکرد تبدیل DC-AC را دارد، بلکه عملکرد به حداکثر رساندن عملکرد سلول خورشیدی و عملکرد محافظت در برابر خطای سیستم را نیز دارد. در ادامه، مقدمه‌ای کوتاه در مورد عملکردهای عملکرد و خاموش شدن خودکار اینورتر فتوولتائیک و عملکرد کنترل ردیابی حداکثر توان ارائه شده است.

۱. تابع کنترل ردیابی حداکثر توان

خروجی ماژول سلول خورشیدی با شدت تابش خورشید و دمای خود ماژول سلول خورشیدی (دمای تراشه) تغییر می‌کند. علاوه بر این، از آنجایی که ماژول سلول خورشیدی دارای این ویژگی است که ولتاژ با افزایش جریان کاهش می‌یابد، یک نقطه کار بهینه وجود دارد که در آن می‌توان حداکثر توان را به دست آورد. شدت تابش خورشید در حال تغییر است و بدیهی است که نقطه کار بهینه نیز در حال تغییر است. نسبت به این تغییرات، نقطه کار ماژول سلول خورشیدی همیشه در نقطه حداکثر توان است و سیستم همیشه حداکثر توان خروجی را از ماژول سلول خورشیدی به دست می‌آورد. این کنترل، کنترل ردیابی حداکثر توان است. بزرگترین ویژگی اینورترها برای سیستم‌های انرژی خورشیدی این است که آنها شامل عملکرد ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) هستند.

2. عملکرد خودکار و توقف

پس از طلوع آفتاب در صبح، شدت تابش خورشید به تدریج افزایش می‌یابد و خروجی سلول خورشیدی نیز افزایش می‌یابد. هنگامی که توان خروجی مورد نیاز اینورتر حاصل شود، اینورتر به طور خودکار شروع به کار می‌کند. پس از شروع به کار، اینورتر تمام مدت خروجی ماژول سلول خورشیدی را رصد می‌کند. تا زمانی که توان خروجی ماژول سلول خورشیدی بیشتر از توان خروجی مورد نیاز برای کار اینورتر باشد، اینورتر به کار خود ادامه می‌دهد. حتی اگر هوا ابری و بارانی باشد، تا غروب خورشید متوقف می‌شود. اینورتر همچنین می‌تواند کار کند. هنگامی که خروجی ماژول سلول خورشیدی کوچکتر می‌شود و خروجی اینورتر نزدیک به 0 می‌شود، اینورتر در حالت آماده به کار قرار می‌گیرد.

علاوه بر دو عملکرد شرح داده شده در بالا، اینورتر فتوولتائیک همچنین عملکرد جلوگیری از عملکرد مستقل (برای سیستم متصل به شبکه)، عملکرد تنظیم خودکار ولتاژ (برای سیستم متصل به شبکه)، عملکرد تشخیص جریان مستقیم (برای سیستم متصل به شبکه) و عملکرد تشخیص اتصال زمین جریان مستقیم (برای سیستم های متصل به شبکه) و سایر عملکردها را دارد. در سیستم تولید انرژی خورشیدی، راندمان اینورتر عامل مهمی است که ظرفیت سلول خورشیدی و ظرفیت باتری را تعیین می‌کند.