فیلیوس

دسته بندی اینورترهای متصل به شبکه خورشیدی

اینورترهای متصل به شبکه فیلیوس آموزش مهندسی برق filioos

قبلا و در مقاله ای دسته بندی اینورترها از نظر ایزولاسیون رو بررسی کردیم. در این مقاله قصد داریم دسته بندی اینورترهای متصل به شبکه در سیستم های تبدیل انرژی خورشیدی رو براتون بیان کنیم. پس تا پایان این مقاله هم با filioos همراه باشین…

از آنجایی که نور خورشید رایگان بوده در دسترس همگان است انتظار می رود انرژی خورشیدی تا پایان قرن جاری، بیش از ۶۰ درصد از انرژی مورد نیاز جهان را تأمین کند. اگرچه سلول های خورشیدی هنوز گران هستند انتظار می رود تولید انبوه این ماژول ها در سال های آینده منجر به کاهش چشمگیر قیمت آن ها شود. از طرف دیگر، عدم وجود قطعات مکانیکی متحرک در ساختار سلول های خورشیدی پایداری این سیستم ها را افزایش داده و این ماژول ها را به سیستم هایی با طول عمر بالا و با هزینه های تعمیر و نگهداری اندک تبدیل کرده است. اینورترها به عنوان رابط اصلی بین سلول های خورشیدی و شبکه قدرت مهم ترین نقش را در یک سیستم تبدیل انرژی خورشیدی بر عهده دارند.

اینورترهای متصل به شبکه خورشیدی در چهار دسته کلی قرار می گیرند. این دسته بندی به صورت زیر است:

  • اینورتر متمرکز
  • اینورتر رشته ای
  • اینورتر چند رشته ای
  • اینورتر ماژول AC
اینورتر متمرکز

ساختار اینورترهای متصل به شبکه متمرکز در شکل زیر نشان داده شده است. در این سیستم ها ماژول های فتوولتائیک به صورت سری و موازی به یکدیگر متصل می شوند تا بتوانند توان خروجی بالاتر از ۱۰ کیلو وات را تأمین کنند. این اینورترها معمولا در کاربردهای سه فاز استفاده می گردند. ولتاژ تولید شده توسط ماژول های سری شده به اندازه کافی بزرگ است که بتواند ولتاژ ورودی موردنیاز برای اینورتر را تأمین کند. با این وجود، این اینورترها معایب برجسته ای چون راندمان پایین ناشی از پیداکردن نقطه ماکزیمم توان MPPT به صورت مرکزی، وجود کابل های ولتاژ بالا بین پنل ها، وجود تلفات ناشی از دیودهای رشته ها و  انعطاف ناپذیر بودن طراحی را دارند. این اینورترها قابل گسترش نبوده و برای مصارف نیروگاهی مناسب می باشند.

ساختار اینورتر متمرکز فیلیوس آموزش مهندسی برق filioos

ساختار اینورتر متمرکز

اینورتر رشته ای

شکل زیر سیستم اینورترهای متصل به شبکه رشته ای را نشان می دهد که در آن یک رشته از ماژول های فتوولتائیک به یک اینورتر متصل شده است. ولتاژ تولید شده توسط رشته پنل های سری شده به اندازه کافی بزرگی است؛ از این رو در این سیستم نیاز به افزایش ولتاژ ورودی اینورتر نیست. ولتاژ معمول عملکرد اینورترهای رشته ای بین ۳۴۰ و ۵۱۰ ولت برای کاربردهایی با ولتاژ خروجی ۲۳۰ ولت است. در این سیستم می توان تعداد پنل های سری شده را با استفاده از یک مبدل DC – DC افزاینده یا یک ترانسفورمر برق شهر کاهش داد. در مقایسه با اینورتر مرکزی، اینورتر رشته ای دارای مزایایی چون عدم وجود تلفات ناشی از دیودهای رشته ها، وجود MPPT مجزا برای هر رشته و بازده کلی بالاتر است. این اینورترها نسبت به اینورترهای مرکزی قابلیت توسعه بهتری دارند.

ساختار اینورتر رشته ای فیلیوس آموزش مهندسی برق قدرت filioos

ساختار اینورتر رشته ای

اینورتر چند رشته ای

ساختار اینورترهای متصل به شبکه چند رشته ای در شکل زیر نشان داده شده است. این ساختار مشابه با ساختار اینورترهای رشته ای است با این تفاوت که برای هر رشته یک مبدل DC – DC مجزا وجود دارد که وظیفه MPPT و تزریق انرژی به مبدل DC – AC را بر عهده دارد. اینورترهای چند رشته ای دارای مزایایی چون انعطاف پذیری و کوچک بودن خازن لینک DC می باشند. همچنین استفاده از MPPT مجزا برای تعداد کمی از ماژول فتوولتائیک، سبب بهبود توان در این ساختارها می شود.

ساختار اینورتر چند رشته ای فیلیوس آموزش مهندسی برق قدرت filioos

ساختار اینورتر چند رشته ای

اینورترهای ماژول AC

سیستم اینورترهای متصل به شبکه با ساختار ماژول AC در شکل زیر نشان داده شده است. یک ماژول AC از یک پنل فتوولتائیک به اضافه یک اینورتر متصل به شبکه تشکیل شده است. از آنجایی که در این ساختار تنها از یک ماژول فتوولتائیک استفاده می گردد و مشکل عدم تطابق بین ماژول های فتوولتائیک، در این ساختار وجود ندارد، تلفات تا حد زیادی کاهش می یابد. با توجه به اینکه هر ماژول، اینورتر و MPPT مجزا دارد، می توان نقطه ماکزیمم توان را برای هر ماژول فتوولتائیک به طور مجزا مشخص نمود. از طرف دیگر ماژولار بودن سیستم امکان گسترش آن را به سادگی فراهم می کند. معایب اصلی این سیستم، کاهش بازده به دلیل نیاز به افزایش زیاد ولتاژ و هزینه های بالای نصب است؛ که این هزینه با تولید انبوه این ماژول ها کاهش می یابد.

ساختار اینورترهای ماژول AC فیلیوس آموزش مهندسی برق قدرت filioos

ساختار اینورترهای ماژول AC

در این مقاله دسته بندی اینورترهای متصل به شبکه در سیستم های تبدیل انرژی خورشیدی رو براتون بیان کردیم. امیدواریم که این مطلب براتون مفید بوده باشه. خوشحال میشیم برای بهتر کردن کیفیت مطالب سایت نظراتتون رو با  تیم filioos هم به اشتراک بزارید.

فیلیوس

برق قدرت

دیدگاه‌ها

*
*