با توجه به پیشرفت سریع فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر، اینورترهای خورشیدی هیبریدی که اجزای اصلی در سیستم‌های تولید انرژی خورشیدی هستند، به تدریج به یک حلقه کلیدی در راهکارهای خورشیدی تجاری تبدیل می‌شوند. این نوع اینورتر، اینورترهای خورشیدی سنتی را با یکدیگر ادغام کرده و به طور هوشمندانه قابلیت‌های مدیریت سیستم‌های ذخیره انرژی باتری و منابع برق پشتیبان (مانند ژنراتورهای دیزلی یا سلول‌های سوختی) را در کنار هم قرار می‌دهد و به کاربران تجاری انعطاف‌پذیری و صرفه‌جویی بی‌سابقه‌ای در مدیریت انرژی ارائه می‌دهد.
اصل فنی و تحلیل عملکردی
الف ) اینورتر خورشیدی ترکیبی همانطور که از نام آن پیداست، این دستگاه هوشمند تبدیل انرژی، مبدل خورشیدی، مدیریت شارژ باتری، سوئیچ تامین برق بار و تامین برق پشتیبان را در خود ادغام کرده است.
- سوئیچینگ هوشمند متصل به شبکه و خارج از شبکه به طور خودکار نحوه کارکرد را با توجه به وضعیت شبکه تنظیم می‌کند تا در شرایط عادی شبکه، اولویت با تولید برق متصل به شبکه باشد و در زمان قطع شبکه، بدون وقفه به حالت خارج از شبکه تغییر حالت دهد و با استفاده از باتری‌های ذخیره انرژی یا برق پشتیبان، بار را تغذیه کند تا تداوم تأمین برق تضمین شود.
- تبدیل و برنامه‌ریزی کارآمد انرژی با استفاده از بهینه‌سازی الگوریتم‌های پیشرفته، تبدیل برق DC تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی به برق AC انجام می‌شود. همزمان، با توجه به عواملی مانند تقاضای بار، وضعیت باتری و قیمت برق شبکه، جریان انرژی به طور هوشمند برنامه‌ریزی می‌شود تا کارایی استفاده از انرژی به حداکثر برسد.
- یکپارچه‌سازی سیستم مدیریت باتری (BMS) سیستم مدیریت باتری داخلی یا خارجی می‌تواند پارامترهای کلیدی بسته باتری مانند ولتاژ، جریان، دما و غیره را به صورت بلادرنگ کنترل کند، فرآیند شارژ و دشارژ باتری را با دقت مدیریت کند، طول عمر باتری را افزایش دهد و عملکرد کلی سیستم را بهبود بخشد.
- کاهش اوج بار و مدیریت سمت تقاضا از باتری‌های ذخیره انرژی برای خرید برق از شبکه برق در ساعات غیر اوج مصرف با قیمت پایین استفاده می‌شود و سپس در ساعات اوج مصرف، برق را برای تأمین تقاضای بار آزاد می‌کند. این کار به صرفه‌جویی در هزینه‌های برق و کاهش پیک بار و پر کردن دره‌های بار شبکه برق کمک می‌کند.
- سوئیچینگ هوشمند متصل به شبکه و خارج از شبکه به طور خودکار نحوه کار را با توجه به وضعیت شبکه تنظیم می‌کند تا در زمان عادی بودن شبکه، اولویت با تولید برق متصل به شبکه باشد و در صورت قطع شبکه، به طور یکپارچه به حالت خارج از شبکه تغییر کند و از باتری‌های ذخیره انرژی یا برق پشتیبان برای تامین بار و تضمین تداوم تامین برق استفاده کند.
مزایای اصلی اینورترهای خورشیدی هیبریدی
-
سیستم مدیریت انرژی کارآمد:
اینورترهای ترکیبی با استفاده از الگوریتم‌های پیش‌بینی و برنامه‌ریزی دقیق انرژی به همراه تحلیل داده‌های لحظه‌ای، حداکثر استفاده از انرژی و حداقل هزینه را برای کاربران تجاری به ارمغان می‌آورند و به این ترتیب، هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده و خودکفایی انرژی را افزایش می‌دهند.
-
افزایش قابلیت اطمینان سیستم:
وجود منبع تغذیه پشتیبان، حفاظت دوگانه ای برای سیستم فراهم می‌کند و عملکرد بدون وقفه کسب و کارهای اصلی را حتی در شرایط آب و هوایی شدید یا قطع برق شبکه تضمین می‌کند. این امر به ویژه برای مراکز داده، بیمارستان ها و سایر مکان هایی که نیاز به ثبات قدرت بسیار بالایی دارند، مهم است.
-
قابلیت های انعطاف پذیر مدیریت بار:
اینورترهای هیبریدی می توانند به طور خودکار توان خروجی را با توجه به تقاضای بار تنظیم کنند تا از هدر رفتن انرژی جلوگیری شود و از تنظیمات اولویت چندگانه بار برای اطمینان از تامین برق اولویت دار برای بارهای اصلی در مواقع اضطراری پشتیبانی کنند.
-
کاهش وابستگی به شبکه‌های برق خارجی و افزایش استقلال انرژی:
با افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی و بهینه‌سازی استراتژی‌های مدیریت انرژی، کاربران تجاری می‌توانند وابستگی خود را به شبکه‌های برق خارجی کاهش داده و استقلال انرژی خود را افزایش دهند، به خصوص در مناطقی که نوسانات قیمتی انرژی یا ناپایداری در عرضه وجود دارد. این مزیت به طور خاص قابل توجه است.
-
به‌راحتی قابل گسترش و نگهداری:
طراحی مدولار، سیستم اینورتر هیبریدی را به‌راحتی قابل گسترش می‌کند و اجزای آن مانند باتری‌های ذخیره انرژی و پنل‌های خورشیدی این قابلیت به تدریج و بر اساس نیازهای واقعی اضافه می شود. در عین حال، قابلیت‌های نظارت هوشمند و تعمیر از راه دور، هزینه‌های عملیاتی و نگهداری را کاهش داده و در دسترس بودن سیستم را بهبود می‌بخشند.
سیستم هیبریدی اینورتر خورشیدی: به عنوان بخشی از راه حل انرژی پاک، میزان انتشار کربن ساختمان‌های تجاری را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد که با روند جهانی توسعه سبز همسو است و به شرکت‌ها در دستیابی به اهداف ESG (محیط زیست، اجتماعی و حاکمیت) کمک می‌کند.
نمونه‌های کاربرد و تحلیل موردی
1- مدیریت انرژی در مجتمع‌های تجاری
یک مجتمع تجاری بزرگ، یک سیستم جامع انرژی شامل یک اینورتر خورشیدی ترکیبی، پنل‌های خورشیدی، باتری‌های ذخیره انرژی و ژنراتورهای دیزلی را به کار می‌گیرد. این سیستم با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند زمان‌بندی، بهره‌برداری از انرژی را به حداکثر و هزینه‌ها را به حداقل می‌رساند. هنگامی که آفتاب در طول روز به اندازه کافی وجود دارد، برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی ابتدا نیازهای روزانه برق مجتمع تجاری را برطرف می‌کند؛ برق اضافی توسط اینورتر به برق AC تبدیل شده و در باتری ذخیره انرژی ذخیره می‌شود. هنگامی که شب فرا می‌رسد یا قیمت برق شبکه برق بالا می‌رود، باتری ذخیره انرژی، برق را برای مجتمع تجاری آزاد می‌کند؛ اگر باتری ذخیره انرژی کافی نباشد یا شرایط آب و هوایی شدید باعث محدود شدن تولید برق خورشیدی شود، ژنراتور دیزلی به طور خودکار به عنوان منبع برق پشتیبان شروع به کار می‌کند. این سیستم نه تنها قبض برق مجتمع تجاری را کاهش می‌دهد، بلکه استقلال و قابلیت اطمینان انرژی را نیز بهبود می‌بخشد.
2- تحول سبز پارک های صنعتی
یک پارک صنعتی با پاسخ مثبت به فراخوان ملی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش آلایندگی، سیستم هیبریدی اینورتر خورشیدی را به عنوان منبع پشتیبان برق به جای ژنراتورهای دیزلی سنتی معرفی کرد. این سیستم با استفاده کارآمد از انرژی خورشیدی و فناوری ذخیره‌سازی انرژی، تحول سبز پارک صنعتی را محقق می‌کند. زمانی که شبکه برق به طور عادی در حال کار است، برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی در اولویت برای شرکت‌های مستقر در پارک قرار می‌گیرد و برق اضافی در باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی برای استفاده اضطراری ذخیره می‌شود. هنگامی که شبکه برق قطع یا از کار می‌افتد، اینورتر خورشیدی هیبریدی به سرعت به حالت آفلاین می‌رود و از باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی برای تأمین برق بدون وقفه بارهای کلیدی در پارک استفاده می‌کند. این اقدام نه تنها انتشار کربن پارک صنعتی را کاهش می‌دهد، بلکه توانایی آن در پاسخگویی به شرایط اضطراری را نیز بهبود می‌بخشد.
