مشخصات فنی اینورترهای فتوولتائیک

اینورترهای فتوولتائیک مانند اینورترهای معمولی دارای استانداردهای فنی سختگیرانه‌ای هستند. هر اینورتری باید شاخص‌های فنی زیر را داشته باشد تا به عنوان یک محصول واجد شرایط در نظر گرفته شود.

۱. پایداری ولتاژ خروجی
در سیستم فتوولتائیک، انرژی الکتریکی تولید شده توسط سلول خورشیدی ابتدا توسط باتری ذخیره می‌شود و سپس از طریق اینورتر به جریان متناوب ۲۲۰ ولت یا ۳۸۰ ولت تبدیل می‌شود. با این حال، باتری تحت تأثیر شارژ و دشارژ خود قرار می‌گیرد و ولتاژ خروجی آن بسیار متغیر است. به عنوان مثال، برای یک باتری با ولتاژ اسمی ۱۲ ولت، مقدار ولتاژ آن می‌تواند بین ۱۰.۸ تا ۱۴.۴ ولت متغیر باشد (تجاوز از این محدوده ممکن است به باتری آسیب برساند). برای یک اینورتر واجد شرایط، هنگامی که ولتاژ ورودی در این محدوده تغییر می‌کند، تغییر ولتاژ خروجی حالت پایدار نباید از ±۵٪ مقدار نامی تجاوز کند و هنگامی که بار به طور ناگهانی تغییر می‌کند، انحراف ولتاژ خروجی نباید از ±۱۰٪ مقدار نامی تجاوز کند.

۲. اعوجاج شکل موج ولتاژ خروجی
برای اینورترهای موج سینوسی، حداکثر اعوجاج مجاز شکل موج (یا محتوای هارمونیک) باید مشخص شود. معمولاً به عنوان اعوجاج کل شکل موج ولتاژ خروجی بیان می‌شود، مقدار آن نباید از 5٪ تجاوز کند (خروجی تک فاز 10٪ مجاز است). از آنجایی که جریان هارمونیک مرتبه بالای خروجی اینورتر باعث ایجاد تلفات اضافی مانند جریان گردابی در بار القایی می‌شود، اگر اعوجاج شکل موج اینورتر خیلی زیاد باشد، باعث گرم شدن شدید اجزای بار می‌شود که برای ایمنی تجهیزات الکتریکی مفید نیست و به طور جدی بر راندمان عملیاتی سیستم تأثیر می‌گذارد.
۳. فرکانس خروجی نامی
برای بارهایی شامل موتور، مانند ماشین لباسشویی، یخچال و غیره، از آنجا که فرکانس بهینه موتور ۵۰ هرتز است، فرکانس خیلی بالا یا خیلی پایین است که باعث گرم شدن تجهیزات و کاهش راندمان عملیاتی و عمر مفید سیستم می‌شود. فرکانس خروجی باید مقداری نسبتاً پایدار، معمولاً فرکانس توان ۵۰ هرتز، باشد و انحراف آن باید در شرایط کاری عادی در محدوده ±۱٪ باشد.
۴. ضریب توان بار
توانایی اینورتر را برای حمل بارهای القایی یا خازنی مشخص کنید. ضریب توان بار اینورتر موج سینوسی 0.7 تا 0.9 و مقدار نامی آن 0.9 است. در مورد توان بار مشخص، اگر ضریب توان اینورتر کم باشد، ظرفیت مورد نیاز اینورتر افزایش می‌یابد که این امر باعث افزایش هزینه و افزایش توان ظاهری مدار AC سیستم فتوولتائیک می‌شود. با افزایش جریان، تلفات به ناچار افزایش می‌یابد و راندمان سیستم نیز کاهش می‌یابد.

۵. راندمان اینورتر
راندمان اینورتر به نسبت توان خروجی به توان ورودی در شرایط کاری مشخص شده اشاره دارد که به صورت درصد بیان می‌شود. به طور کلی، راندمان اسمی اینورتر فتوولتائیک به راندمان بار مقاومتی خالص، تحت بار 80٪ اشاره دارد. از آنجایی که هزینه کلی سیستم فتوولتائیک بالا است، راندمان اینورتر فتوولتائیک باید به حداکثر برسد، هزینه سیستم باید کاهش یابد و مقرون به صرفه بودن سیستم فتوولتائیک باید بهبود یابد. در حال حاضر، راندمان اسمی اینورترهای رایج بین 80٪ تا 95٪ است و راندمان اینورترهای کم مصرف نباید کمتر از 85٪ باشد. در فرآیند طراحی واقعی سیستم فتوولتائیک، نه تنها باید اینورترهای با راندمان بالا انتخاب شوند، بلکه همزمان، سیستم باید به طور منطقی پیکربندی شود تا بار سیستم فتوولتائیک تا حد امکان نزدیک به نقطه راندمان بهینه کار کند.

۶. جریان خروجی نامی (یا ظرفیت خروجی نامی)
جریان خروجی نامی اینورتر را در محدوده ضریب توان بار مشخص شده نشان می‌دهد. برخی از محصولات اینورتر، ظرفیت خروجی نامی را ارائه می‌دهند که بر حسب ولت آمپر یا کیلو ولت آمپر بیان می‌شود. ظرفیت نامی اینورتر زمانی است که ضریب توان خروجی ۱ باشد (یعنی بار مقاومتی خالص)، ولتاژ خروجی نامی حاصل ضرب جریان خروجی نامی است.

۷. اقدامات حفاظتی
یک اینورتر با عملکرد عالی همچنین باید دارای توابع حفاظتی کامل یا اقدامات لازم برای مقابله با شرایط غیرعادی مختلف در حین استفاده واقعی باشد، به طوری که خود اینورتر و سایر اجزای سیستم آسیب نبینند.
(1) بیمه‌گذار ولتاژ ورودی پایین:
وقتی ولتاژ ورودی کمتر از ۸۵٪ ولتاژ نامی باشد، اینورتر باید دارای محافظ و نمایشگر باشد.
(2) حساب بیمه اضافه ولتاژ ورودی:
وقتی ولتاژ ورودی بالاتر از ۱۳۰٪ ولتاژ نامی باشد، اینورتر باید دارای محافظ و نمایشگر باشد.
(3) حفاظت در برابر اضافه جریان:
حفاظت اضافه جریان اینورتر باید بتواند در صورت اتصال کوتاه شدن بار یا عبور جریان از مقدار مجاز، اقدام به موقع را تضمین کند تا از آسیب دیدن آن در اثر جریان ناگهانی جلوگیری شود. هنگامی که جریان کاری از ۱۵۰٪ مقدار نامی فراتر رود، اینورتر باید بتواند به طور خودکار محافظت کند.
(4) تضمین اتصال کوتاه خروجی
زمان عمل حفاظت اتصال کوتاه اینورتر نباید از 0.5 ثانیه تجاوز کند.
(5) حفاظت از قطب معکوس ورودی:
وقتی قطب‌های مثبت و منفی ترمینال‌های ورودی معکوس می‌شوند، اینورتر باید دارای عملکرد حفاظتی و نمایشگر باشد.
(6) حفاظت در برابر صاعقه:
اینورتر باید دارای محافظ رعد و برق باشد.
(7) محافظت در برابر افزایش دما و غیره
علاوه بر این، برای اینورترهایی که فاقد اقدامات تثبیت ولتاژ هستند، اینورتر باید اقدامات حفاظت از اضافه ولتاژ خروجی را نیز داشته باشد تا بار را از آسیب اضافه ولتاژ محافظت کند.

۸. ویژگی‌های شروع
توانایی اینورتر برای شروع به کار با بار و عملکرد آن در حین کار دینامیکی را مشخص کنید. اینورتر باید تضمین کند که تحت بار نامی به طور قابل اعتمادی شروع به کار می‌کند.
۹. سر و صدا
ترانسفورماتورها، سلف‌های فیلتر، سوئیچ‌های الکترومغناطیسی و فن‌ها در تجهیزات الکترونیک قدرت، همگی نویز تولید می‌کنند. هنگامی که اینورتر در حالت عادی کار می‌کند، نویز آن نباید از ۸۰ دسی‌بل تجاوز کند و نویز یک اینورتر کوچک نباید از ۶۵ دسی‌بل تجاوز کند.