اینورتر به عنوان کنترل کننده مرکزی سیستم فتوولتائیک، نقش کلیدی در عملکرد و خروجی کل سیستم ایفا می کند. هنگامی که سیستم دارای مشکلاتی مانند آماده به کار، خاموش شدن، زنگ هشدار، خطا، برآورده نشدن تولید برق انتظارات، قطعی نظارت بر داده ها و غیره باشد، همیشه پرسنل بهره برداری و تعمیر و نگهداری ناخودآگاه از اینورتر شروع می کنند تا علت و راه حل را بیابند. در ارتباطات روزانه، مشخص شده است که اگرچه فتوولتائیک های توزیع شده سال ها به سرعت در حال توسعه بوده اند، هنوز چندین سوء تفاهم معمولی در مورد اینورترها وجود دارد. بیایید امروز در مورد آن صحبت کنیم.
01 ولتاژ خروجی اینورتر؟
پارامتر "ولتاژ خروجی AC" را می توان به راحتی در برگه مشخصات هر برند اینورتر یافت. این یک پارامتر کلیدی برای تعیین مشخصات درجه یک اینورتر است. به زبان ساده، به نظر می رسد ولتاژ خروجی AC به مقدار ولتاژ خروجی از سمت AC اینورتر اشاره دارد. در واقع این یک سوء تفاهم است.
"ولتاژ خروجی AC" ولتاژ خروجی توسط خود اینورتر نیست. اینورتر یک دستگاه الکترونیکی قدرت با ویژگی های منبع جریان است. از آنجایی که برای انتقال یا ذخیره ایمن انرژی الکتریکی تولید شده نیاز به اتصال به شبکه برق (Utility) دارد، همیشه ولتاژ (V) و فرکانس (F) شبکه ای را که به آن متصل است در طول کار تشخیص می دهد. اینکه آیا این دو پارامتر با شبکه همگام هستند یا یکسان هستند، تعیین می کند که آیا انرژی الکتریکی خروجی توسط اینورتر می تواند توسط شبکه پذیرفته شود یا خیر. برای خروجی مقدار توان نامی خود (P=UI)، اینورتر محاسبه می‌کند که آیا می‌تواند به خروجی ادامه دهد یا خیر و بر اساس ولتاژ شبکه (نقطه اتصال به شبکه) شناسایی‌شده در هر لحظه، چقدر خروجی دارد. آنچه در اینجا در واقع به شبکه خروجی می شود جریان (I) است و مقدار جریان بر اساس تغییر ولتاژ تنظیم می شود.
با در نظر گرفتن نیاز به تبدیل 10 کیلووات به عنوان مثال، اگر ولتاژ شبکه 400 ولت باشد، مقدار جریان مورد نیاز برای خروجی توسط اینورتر در این زمان: 10000÷400÷1.732≈14.5A; هنگامی که ولتاژ شبکه در لحظه بعد به 430 ولت نوسان می کند، جریان خروجی مورد نیاز به 13.4 آمپر تنظیم می شود. در مقابل، هنگامی که ولتاژ شبکه کاهش می یابد، اینورتر مقدار جریان خروجی را متناسب با آن افزایش می دهد. دو نکته قابل توجه است: ① ولتاژ شبکه نمی تواند در یک مقدار ثابت بماند، همیشه در نوسان است. ② بنابراین، ولتاژ شبکه شناسایی شده توسط اینورتر باید دارای محدوده باشد. اگر ولتاژ واقعی شبکه از این محدوده نوسان کند، اینورتر باید آن را در زمان واقعی تشخیص دهد و خطا را گزارش کند و خروجی را تا زمان بازیابی ولتاژ شبکه متوقف کند. هدف از این امر محافظت از ایمنی وسایل برقی و پرسنل در همان خط در پست است.
در این صورت، چرا نام این پارامتر را تغییر نمی دهید؟ دلیل اصلی این است که صنعت سال‌هاست که از همین رویه پیروی می‌کند - همه آن را اینگونه می‌خوانند. در عین حال، به منظور سازگاری آن با جریان خروجی، به این صورت نامیده شده است.
02 آیا اینورتر باید مجهز به محافظ ضد جزیره باشد؟
پاسخ البته بله است، بدون شک. حتی می توان گفت که دلیل اینکه اینورتر را می توان اینورتر نامید، داشتن محافظ ضد جزیره ای است. تصور کنید: اگر اینورتر اجازه ورود به سمت DC را بدهد و طرف AC نتواند خروجی داشته باشد، مقدار زیادی شارژ کجا می رود؟ اینورتر خود یک وسیله ذخیره سازی نیست و نمی تواند مقدار زیادی شارژ را در خود نگه دارد، بنابراین هنوز باید خروجی داشته باشد. هنگامی که جزیره ای شدن اتفاق می افتد، زمانی است که انتقال و توزیع برق عادی شبکه برق به دلایلی قطع می شود. هنگامی که مقدار زیادی شارژ در مسیر اصلی وارد خط شبکه برق می شود، اگر پرسنل تعمیر و نگهداری برق در این زمان روی آن کار کنند، عواقب فاجعه بار خواهد بود. بنابراین، اگر قرار است سیستم فتوولتائیک همیشه با شبکه برق هماهنگ باشد، باید به عملکرد حفاظتی ضد جزیره (Anti-Islanding) مجهز باشد.
چگونه به آن دست یابیم؟ نکته کلیدی برای جلوگیری از اثر جزیره ای هنوز تشخیص قطعی برق در شبکه برق است. معمولاً از دو روش تشخیص "اثر جزیره ای" غیرفعال یا فعال استفاده می شود. صرف نظر از روش تشخیص، پس از قطعی شدن برق شبکه برق، اینورتر متصل به شبکه از شبکه جدا شده و اینورتر در مدت زمان پاسخگویی تعیین شده متوقف خواهد شد. مقدار پاسخی که در حال حاضر توسط مقررات تعیین شده است در 2 ثانیه است.
03 آیا هر چه ولتاژ رشته DC بیشتر باشد، تولید برق بهتر است؟
نه واقعا. در محدوده ولتاژ کاری MPPT اینورتر، یک مقدار ولتاژ کاری نامی وجود دارد. هنگامی که مقدار ولتاژ رشته DC برابر یا نزدیک به مقدار ولتاژ نامی اینورتر است، یعنی در محدوده ولتاژ MPPT بار کامل، اینورتر می تواند مقدار توان نامی خود را خروجی کند. اگر ولتاژ رشته خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، ولتاژ رشته از مقدار/محدوده ولتاژ نامی تعیین شده توسط اینورتر فاصله زیادی دارد و بازده خروجی آن بسیار کاهش می یابد. اول، امکان خروجی توان نامی منتفی است - این مطلوب نیست. ثانیاً، اگر ولتاژ رشته خیلی کم باشد، مدار بوست اینورتر باید مرتباً حرکت کند تا به طور مداوم کار کند و گرمایش مداوم باعث می شود فن داخلی به طور مداوم کار کند که در نهایت منجر به کاهش بازده می شود. اگر ولتاژ رشته بیش از حد بالا باشد، نه تنها ناامن است، بلکه منحنی خروجی IV قطعه را نیز محدود می‌کند و جریان را کوچک‌تر و نوسان برق را بزرگ‌تر می‌کند. با در نظر گرفتن اینورتر 1100 ولت به عنوان مثال، نقطه ولتاژ کاری نامی آن به طور کلی 600 ولت است و محدوده ولتاژ MPPT با بار کامل بین 550 ولت و 850 ولت است. اگر ولتاژ ورودی بیش از این محدوده باشد، عملکرد اینورتر ایده آل نیست.