تا آخر این مقاله با ما همراه باشید تا با تعریف اینورتر خورشیدی چیست بیشتر آشنا شوید. با افزایش علاقه به منابع انرژی تجدیدپذیر در سراسر جهان، علاقه به سیستم های خورشیدی نیز به طرز شگفت انگیزی افزایش یافته است. اثر فتوولتائیک (PV=Photovoltaic) از سال 1839 توسط ادموند بکورل به وسیله یک الکترود محلول رسانا در معرض نورخورشید مشاهده شد. پس از گذشت چندین سال در سال 1904 یک سلول خورشیدی نیمه هادی با مس و اکسید مس توسط هاچ وال ساخته شد. سلول های خورشیدی PV درابتدا برای کاربرد در ماهواره های فضایی و سپس برای کاربردهای اولیه بر روی زمین در ایالات متحده استفاده می شد.
سلول های خورشیدی جزء اصلی سیستم های PV هستند. از همین رو سلول های خورشیدی به عنوان وسیله ای الکتریکی تعریف می شود که مستقیما انرژی فوتون ها را از طریق یک پدیده شیمیایی فیزیکی به نام اثر فتوولتائیک به جریان مستقیم الکتریکی DC تبدیل می کند. فوتون ها با انرژی بیشتر از شکاف باند ماده سلول جذب می شود و باعث تحریک حامل های بار و در نتیجه جریان و ولتاژ الکتریکی می شود.
توانایی خورشید در تامین انرژی کل یک خانه یک مزیت بزرگ محیطی است و استفاده عالی از منبعی است که ما همیشه ساعت های زیادی آن را در اختیار داریم. اگر پنل‌های خورشیدی هسته سیستم انرژی خورشیدی باشند، اینورترهای PV مغز یک سیستم انرژی خورشیدی هستند. بدان معنا که بدون اینورترهای خورشیدی، کل سیستم نمی تواند کار کند. اینورتر خورشیدی یکی از مهم ترین بخش های یک سیستم انرژی خورشیدی است. به بیان ساده، یک اینورتر خورشیدی، جریان مستقیمDC الکتریسیته را به برق جریان متناوب AC تبدیل می کند. این نکته مهمی است زیرا پنل های خورشیدی برق DC تولید می کنند، اما خانه ها، مشاغل و لوازم خانگی برای کار به برق AC نیاز دارند. بنابراین بدون اینورتر، شما اساساً مقدار زیادی انرژی خورشیدی ایجاد می کنید که می توانید آن را ذخیره کنید (اگر باتری خورشیدی دارید)، اما در واقع نمی توانید از آن استفاده کنید. به همین دلیل، اینورتر خورشیدی اغلب به عنوان "دروازه" یک سیستم خورشیدی در نظر گرفته می شود.
عملکرد اینورتر خورشیدی
سیلیکون به دلیل فراوانی روی زمین، آلودگی کم، دوام بالا و تجربه گسترده در صنعت میکروالکترونیک در ساخت سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند جمع آوری انرژی خورشیدی با پنل های خورشیدی آغاز می شود. هنگامی که پرتوهای نور خورشید به پانل های فتوولتائیک (PV) که از لایه های نیمه هادی سیلیکون کریستالی یا آرسنید گالیم ساخته شده اند، می تابد، این لایه ها ترکیبی از لایه های مثبت و منفی هستند که باعث حرکت الکترون ها در سلول های خورشیدی می شود. انرژی تولید شده یا مستقیماً به یک اینورتر فرستاده می شود یا برای استفاده بعدی در باتری ذخیره می شود.
هدف اصلی اینورتر پنل خورشیدی تبدیل برق DC از صفحات خورشیدی به برق AC قابل استفاده برای خانه شما است. به همین دلیل، می توانید اینورتر خورشیدی را به عنوان یک مبدل خورشیدی نیز در نظر بگیرید. هر خانه و ملک مسکونی نیازهای خورشیدی متفاوتی دارد. یک راه خوب برای تعیین اینکه به چه اینورتر خورشیدی نیاز دارید، محاسبه مقدار انرژی است که معمولاً نیاز دارید. وظیفه اصلی همه اینورترها یکسان است که انرژی خورشیدی DC به انرژی AC تبدیل می‌کنند. با این حال، سه فناوری مختلف اینورتر خورشیدی وجود دارد که می توانید برای سیستم پنل خورشیدی خود انتخاب کنید، و هر یک از آنها کمی متفاوت عمل می کنند. هنگام در نظر گرفتن برندهای مختلف اینورتر خورشیدی طیف وسیعی از اجزا و گزینه ها مانند توان اینورتر ، اندازه ، قیمت اینورتر و... وجود دارد که باید به آن ها توجه شود. برای اینکه یک سیستم پنل خورشیدی ارزش سرمایه گذاری داشته باشد، باید در مقایسه با کارآمدترین قطعات، یک اینورتر قیمت مناسب نصب کنید.
بر خلاف پنل های خورشیدی که روی سقف نصب می شوند، اینورتر خورشیدی در سایه قرار می گیرد. این کار برای محافظت از اینورتر خورشیدی در برابر آب و هوا است. برای بهترین عملکرد، یک اینورتر باید همیشه در سایه باشد.
اندازه های مختلفی برای اینورترهای خورشیدی موجود است. اندازه مورد نیاز بستگی به اندازه پنل های خورشیدی نصب شده دارد. به عنوان مثال، یک سیستم انرژی خورشیدی 5.0 کیلوواتی به یک اینورتر خورشیدی با ظرفیت مشابه یا بزرگتر نیاز دارد. در ابتدایی ترین سطح، یک اینورتر باید مجهز باشد تا حداکثر توانی را که یک سیستم خورشیدی می تواند تولید کند، مدیریت کند. از نظر زیبایی شناختی، اینورترهای خورشیدی همه می توانند بسیار متفاوت به نظر برسند و در طیف وسیعی از اندازه ها موجود هستند.
چند نوع اصلی اینورتر برق خورشیدی عبارتند از اینورترهای مرکزی ، اینورترهای هیبریدی ، میکرواینورترها ، اینورترهای رشته ای و اینورتر خورشیدی خارج از شبکه .
اینورترهای مرکزی
یک اینورتر مرکزی بسیار بزرگ است و برای سیستم هایی استفاده می شود که به صدها کیلووات (یا حتی گاهی مگاوات) حجم نیاز دارند. آنها برای مصارف مسکونی نیستند و شبیه یک کابینت فلزی بزرگ هستند و هر کابینت قادر به تحمل حدود 500 کیلووات برق است. آنها معمولاً به صورت تجاری برای تأسیسات در مقیاس بزرگ یا برای مزارع خورشیدی در مقیاس کاربردی استفاده می شوند.
اینورترهای هیبریدی
اینورترهای هیبریدی، به عنوان «اینورترهای چند حالته» شناخته می شوند و به شما امکان می دهند باتری ها را به اینورتر خود متصل کنید. اینورتر هیبریدی خورشیدی ابتدا از انرژی خورشیدی استفاده می کند. درصورت نبود برق می توان آن را به برق شهری متصل نمود. به همین دلیل هم از باتری‌های خورشیدی و هم باتری‌های معمولی در یک اینورتر استفاده می شود.
میکرو اینورترها
همانطور که از نام آنها پیداست، میکرواینورترها بسیار کوچک هستند (به اندازه یک کتاب!) و نسبت پنل های خورشیدی به میکرواینورترها 1:1 است. مزیت میکرواینورتر، در میان سایر موارد، این است که آنها هر پنل خورشیدی را به صورت جداگانه بهینه می کنند، که انرژی بیشتری را ارائه می دهد (به ویژه در شرایط سایه).
اینورترهای رشته ای
اینورترهای رشته ای رایج ترین گزینه اینورتر برای مصارف مسکونی می باشند. به این دلیل به اینورترهای رشته ای معروف هستند که رشته ای از پنل های خورشیدی به آنها متصل است،. آنها همچنین کم هزینه ترین گزینه اینورتر خورشیدی هستند. در یک سیستم انرژی خورشیدی با یک اینورتر رشته ای، تمام یا چند پانل خورشیدی به یک اینورتر در مرکز متصل می شوند. سپس اینورتر تابلو برق یا شبکه را تغذیه می کند. به طور خلاصه، یک اینورتر رشته ای پس از جمع آوری برق از آرایه خورشیدی، توان را از DC به AC تغییر می دهد و برای تبدیل انرژی در مقادیر انبوه کار می کند.
اینورتر خارج از شبکه، به این معنی است که به تنهایی کار می کند و با شبکه برق همگام نمی‌شوند. اینورتر خورشیدی خارج از شبکه انرژی را از باتری می گیرد، آن را از DC به AC تبدیل می کند. در یک سیستم هیبریدی می توان از اینورتر خارج از شبکه برای ایجاد شبکه استفاده کرد. یک سیستم خورشیدی خارج از شبکه به طور مستقل کار می کند و نیازی به وصل کردن پنل‌های خورشیدی را به شبکه برق ندارد. اینورتر خارج از شبکه به باتری پشتیبان متصل می شود تا پنل های خورشیدی انرژی کافی را در ساعات آفتابی جذب و ذخیره کند و باتری را شارژ می کند. سیستم باتری متصل به اینورتر خارج از شبکه، شارژ اضافی را ذخیره می کند. و جریان برق معکوس می شود. به این معنی است که جریان از باتری به اینورتر می گذرد. اینورتر خورشیدی خارج از شبکه یک سیستم مبتنی بر باتری است و برای شارژ باتری و اشتراک گذاری بار استفاده می شود.
ازاینورترهای خورشیدی می توان در کاربری های بی شماری استفاده کرد مانند
مبدل برق dc به ac
تبدیل برق باتری ماشین به برق شهری
روشنایی منازل و باغ ها
راه اندازی فن و کولر
تامین برق دوربین های امنیتی
راه اندازی سیستم های آبیاری
به طور کل می توان گفت که اینورترهای خورشیدی در صنعت به عنوان یک مبدل برق به کار می روند. برای انتخاب اینورتر خورشیدی مورد نظر با کاربری خود باید به این نکات توجه کنیم.
ابعاد و اندازه اینورتر
مقدار جریان ورودی و خروجی آن بر حسب آمپر
ولتاژ ورودی
ولتاژ خروجی
توان و کیلو وات تولیدی
میزان تحمل در مقابل اضافه بار یا جریان
