اینورتر خارج از شبکه، یکی از اجزای اصلی سیستم برق خورشیدی است. اینورترهای خارج از شبکه، جریان مستقیم تولید شده توسط پنل های خورشیدی را به جریان متناوب تبدیل می کنند که می توان از آن برای وسایل خانگی استفاده کرد و برق اضافی را می توان به شبکه برگرداند یا در باتری ها ذخیره کرد.هیوانیرو توضیح مفصلی از نحوه عملکرد یک اینورتر خارج از شبکه، شامل اجزای اصلی و فرآیند کار آن ارائه می دهد.
اصل بنیادی
اینورتر خارج از شبکه یکی از اجزای اصلی سیستم انرژی خورشیدی است. وظیفه اصلی اینورتر خارج از شبکه، تبدیل جریان مستقیم تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی به جریان متناوب برای استفاده در وسایل خانگی است. اصل کار اینورتر خارج از شبکه را می‌توان به مراحل کلیدی زیر تقسیم کرد.
برداشت انرژی مستقیم
پنل‌های خورشیدی با استفاده از اثر فتوولتائیک، نور خورشید را به انرژی DC تبدیل می‌کنند. این انرژی DC دارای ولتاژ و جریان متغیری است که به ویژگی‌های پنل خورشیدی و شدت نور بستگی دارد.
ورودی انرژی مستقیم
ابتدا پنل‌های خورشیدی انرژی DC تولید شده را به ورودی اینورتر خارج از شبکه می‌فرستند. این فرآیند معمولاً با استفاده از تکنیکی به نام ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) انجام می‌شود تا حداکثر خروجی الکتریکی از پنل‌های خورشیدی تضمین شود.
تبدیل اینورتر
بعد از ورود برق DC به اینورتر خارج از شبکه، وظیفه اصلی اینورتر تبدیل این برق DC به برق AC استاندارد است. این کار با استفاده از مجموعه‌ای از اجزای الکترونیکی و سوئیچ‌ها انجام می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها سوئیچ‌های نیمه هادی قدرتی اینورتر مانند ترانزیستورهای اثر میدان اکسید فلزی یا ترانزیستورهای کاربید سیلیکون هستند.
خروجی توان AC
خروجی یک اینورتر خارج از شبکه، انرژی الکتریکی AC تبدیل شده است و ولتاژ، فرکانس و شکل موج اینورتر خارج از شبکه معمولا با استانداردهای شبکه محلی تطبیق داده می شود. این امکان را فراهم می کند که خروجی اینورتر خارج از شبکه به طور مستقیم به سیستم برق خانگی برای استفاده در دستگاه های الکتریکی متصل شود.
مدیریت انرژی
اینورترهای خارج از شبکه به طور معمول ویژگی‌های مدیریت توان را برای نظارت و بهینه‌سازی عملکرد سیستم خورشیدی شامل می‌شوند.پانل‌های خورشیدی مدیریت سیستم ذخیره سازی انرژی (مانند باتری ها) و انتقال مازاد برق به شبکه یا از شبکه برای تامین نیازهای خانگی.
اجزای کلیدی یک اینورتر خارج از شبکه
اینورترهای خارج از شبکه معمولا از چندین جزء اصلی تشکیل شده‌اند که با هم کار می‌کنند تا وظیفه خود را انجام دهند.
1. ورودی مستقیم جریان
این ورودی برق مستقیم اینورتر خارج از شبکه است و برای اتصال پنل‌های خورشیدی به کار می‌رود. ورودی برق مستقیم اینورتر خارج از شبکه معمولا شامل یک قطع‌کننده مدار برق مستقیم، مانیتورینگ عایق‌بندی و یک کلید قطع برق مستقیم برای اطمینان از عملکرد ایمن سیستم می‌شود.
2. کنترل‌کننده MPPT
کنترل‌کننده ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) یک دستگاه الکترونیکی است که برای یافتن نقطه بهینه عملکرد پنل خورشیدی و حداکثر کردن استخراج قدرت استفاده می‌شود. این دستگاه به طور مداوم نقطه عملکرد اینورتر خارج از شبکه را با نظارت بر ولتاژ و جریان ورودی تنظیم می‌کند تا خروجی قدرت را به حداکثر برساند.
3. مدار مبدل
مدار اینورتر خارج از شبکه، بخش اصلی اینورتر خارج از شبکه است که از مجموعه‌ای از سوئیچ‌های نیمه‌هادی قدرت، خازن‌ها و سلف‌ها برای تبدیل انرژی DC به انرژی AC استفاده می‌کند. این سوئیچ‌ها جریان انرژی الکتریکی را برای تولید خروجی AC مورد نظر کنترل می‌کنند.
4. کنترل کننده
کنترلر اینورتر خارج از شبکه، مغز این سیستم است و وظیفه نظارت بر وضعیت سیستم، انجام MPPT، مدیریت باتری ها (در صورت وجود)، محافظت از سیستم در برابر خطا و اضافه بار و فعال کردن ارتباط با سایر سیستم ها را بر عهده دارد.
5. خروجی جریان متناوب
این خروجی اینورتر خارج از شبکه است که انرژی AC تبدیل شده را به لوازم خانگی یا شبکه برق می‌رساند. معمولا شامل ویژگی‌های ایمنی مانند محافظت از ولتاژ بیش از حد، محافظت از جریان بیش از حد و محافظت از خطای زمین نیز می‌شود.
6. رابط ارتباطی داده
معمولاً اینورترهای خارج از شبکه، رابط‌های ارتباطی داده‌ای دارند که امکان نظارت و کنترل از راه دور سیستم را فراهم می‌کنند. این رابط‌ها می‌توانند از طریق فناوری بی‌سیم یا اتصال سیمی به یک سیستم نظارتی یا اینترنت متصل شوند.
فرآیند کاری
فرآیند عملیاتی اینورتر خارج از شبکه سیستم اینورتر خارج از شبکه بسیار پیچیده و پویا است. اینورتر باید به طور مداوم شرایط ورودی را رصد کند و به طور لحظه‌ای تنظیمات لازم را انجام دهد تا عملکرد بهینه‌ای داشته باشد. در ادامه، فرایند معمول کار اینورتر خارج از شبکه توضیح داده می‌شود.
خروجی پنل خورشیدی
پنل‌های خورشیدی نور خورشید را جذب می‌کنند و آن را به انرژی الکتریکی DC تبدیل می‌کنند. ویژگی‌های این انرژی الکتریکی به نوع پنل خورشیدی و شدت نور بستگی دارد.
کنترل MPPT
کنترل کننده MPPT، خروجی پنل خورشیدی را نظارت می‌کند و به طور مداوم ولتاژ و جریان ورودی را تنظیم می‌کند تا از حداکثر توان استخراج شده از پنل اطمینان حاصل شود. این امر به افزایش راندمان سیستم اینورتر خارج از شبکه کمک می‌کند.
تبدیل اینورتر
مدار اینورتر خارج از شبکه، برق DC را از پنل‌های خورشیدی به برق AC تبدیل می‌کند. این شامل تبدیل ولتاژ از DC با ولتاژ پایین به ولتاژ AC استاندارد و تولید امواج AC مطابق با استاندارد شبکه است.
مدیریت توان
کنترل کننده اینورتر خارج از شبکه وظیفه نظارت بر جریان برق و مدیریت توزیع برق بر اساس تقاضای خانه، وضعیت باتری و شرایط شبکه را بر عهده دارد. اگر باتری در سیستم وجود داشته باشد، کنترل کننده همچنین تعیین می‌کند که چه زمانی باید برق اضافی را برای استفاده در شب یا ساعات کم نور در باتری‌ها ذخیره کند.
خروجی جریان متناوب
اینورتر خارج از شبکه، انرژی AC تبدیل شده را به لوازم خانگی ارسال می کند یا به شبکه متصل می شود. به این ترتیب، لوازم خانگی می توانند مستقیماً از انرژی خورشیدی استفاده کنند و برق اضافی نیز می تواند به شبکه برگردد، که معمولاً توسط یک کنتور متصل به شبکه اندازه گیری و صورتحساب می شود.
نظارت و کنترل از راه دور سیستم
اینورترهای خارج از شبکه معمولاً به سیستم نظارتی مجهز هستند که عملکرد سیستم را به طور لحظه‌ای رصد می‌کند و از طریق رابط ارتباط داده به سیستم‌های دیگر یا به ابر متصل می‌شود تا امکان نظارت و کنترل از راه دور فراهم شود. این ویژگی به شما اجازه می‌دهد تا عملکرد سیستم را همیشه دنبال کنید و آن را بهینه کنید.
اینورترهای خارج از شبکه اینورتر 5000 وات اینورترهای خارج از شبکه، انرژی DC تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را به انرژی AC تبدیل می‌کنند و به این ترتیب استفاده کارآمد و تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر را ممکن می‌سازند. در عین حال، اینورترها می‌توانند مازاد برق را به شبکه برگردانده یا آن را در باتری‌ها ذخیره کنند که این امر باعث افزایش قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری سیستم می‌شود. با طراحی و کنترل هوشمندانه، اینورترهای خارج از شبکه می‌توانند عملکرد سیستم‌های انرژی خورشیدی را به حداکثر رسانده و وابستگی به منابع انرژی سنتی را کاهش دهند.
