تفاوت بین اینورترهای فتوولتائیک و اینورترهای ذخیره انرژی

با توسعه سریع انرژی های تجدیدپذیر، تولید برق فتوولتائیک و ذخیره انرژی به تدریج به اجزای مهم انرژی سبز تبدیل شده اند. در 20 سال گذشته، فتوولتائیک و ذخیره انرژی در هر گوشه شهرها و مناطق روستایی، در صنایع مختلف گسترش یافته است. بنابراین، به عنوان اجزای اصلی فتوولتائیک و ذخیره انرژی، آیا اینورترها یکسان هستند؟

1 اینورتر فتوولتائیک

اینورتر فتوولتائیک یک دستگاه کلیدی است که جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط ماژول های فتوولتائیک را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. با توجه به اینکه خروجی سیستم های تولید برق فتوولتائیک جریان مستقیم است، در حالی که اکثر سیستم های برق و لوازم خانگی از جریان متناوب استفاده می کنند، نقش اینورترهای فتوولتائیک تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب مطابق با استانداردهای شبکه است.

1. اصل اینورتر فتوولتائیک

اصل اساسی یک اینورتر فتوولتائیک این است که بطور دوره ای جریان DC را از طریق عناصر سوئیچینگ مانند IGBT یا MOSFET معکوس کند و پس از فیلتر کردن، کنترل و تنظیم یک خروجی AC پایدار تشکیل دهد. این فرآیند از طریق یک مدار اینورتر، معمولاً از فناوری مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ و فرکانس خروجی مطابق با الزامات شبکه برق است.

اینورتر همچنین دارای یک کنترلر MPPT (Maximum Power Point Tracking) است که برای تنظیم نقطه کار ماژول های فتوولتائیک به صورت بلادرنگ استفاده می شود، به طوری که سیستم فتوولتائیک همیشه می تواند در حالت خروجی برق بهینه کار کند و در نتیجه قدرت سیستم را بهبود می بخشد. بهره وری تولید علاوه بر این، بسیاری از اینورترها در حال حاضر دارای عملکردهایی مانند عبور از ولتاژ پایین و حفاظت جزیره ای هستند.

2. طبقه بندی اینورترهای فتوولتائیک

طبقه بندی بر اساس ساختار:

اینورتر متمرکز:مناسب برای نیروگاه های فتوولتائیک در مقیاس بزرگ، توان DC همه ماژول های فتوولتائیک را در یک اینورتر برای تبدیل جمع می کند. اینورترهای متمرکز ظرفیت زیادی دارند و معمولاً در نیروگاه های فتوولتائیک بزرگ استفاده می شوند.

اینورتر رشته:مناسب برای نیروگاه های فتوولتائیک کوچک و متوسط، چندین ماژول فتوولتائیک به صورت سری به هم متصل می شوند و چندین اینورتر برای معکوس کردن خروجی هر رشته به طور جداگانه استفاده می شود. اینورترهای رشته ای هزینه پایین و نصب انعطاف پذیری دارند که آنها را برای سیستم های فتوولتائیک پراکنده مانند ساختمان های مسکونی و تجاری مناسب می کند.

میکرو اینورتر:هر ماژول فتوولتائیک مجهز به یک اینورتر کوچک است که می تواند به طور مستقل توان DC هر پانل را تبدیل کند. این روش می تواند تلفات تولید برق ناشی از سایه های جزئی یا خطاها را به حداقل برساند و برای تولید برق فتوولتائیک مسکونی مناسب است.

طبقه بندی بر اساس روش کار:

اینورتر متصل به شبکه:این برق متناوب تولید شده توسط سیستم فتوولتائیک را به شبکه عمومی ارسال می کند که معمولاً الزامات استاندارد شرکت شبکه برق را برآورده می کند و برای سیستم های تولید برق فتوولتائیک متصل به شبکه مناسب است.

اینورتر خارج از شبکه:در مناطق بدون اتصال به شبکه استفاده می شود، انرژی الکتریکی را از طریق باتری ها ذخیره می کند و به طور مستقل عمل می کند.

2 اینورتر ذخیره انرژی

اینورترهای ذخیره انرژی برای تبدیل جریان مستقیم (DC) ذخیره شده در باتری ها به جریان متناوب (AC) و مدیریت فرآیند شارژ و دشارژ باتری ها استفاده می شوند. اینورترهای ذخیره انرژی و اینورترهای فتوولتائیک شباهت‌هایی از نظر عملکرد دارند، اما با توجه به اینکه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی نه تنها دارای رابط‌های شبکه هستند، بلکه عواملی مانند مدیریت باتری را نیز شامل می‌شود، اینورترهای ذخیره‌سازی انرژی باید عملکردهای کنترل و مدیریت بیشتری داشته باشند.

1. اصل اینورتر ذخیره انرژی

اصل اصلی اینورتر ذخیره انرژی تبدیل برق DC در بسته باتری به برق AC استاندارد از طریق مدار اینورتر است. مشابه اینورترهای فتوولتائیک، اینورترهای ذخیره انرژی نیز جریان مستقیم را از طریق عناصر سوئیچینگ به جریان متناوب تبدیل می کنند.

علاوه بر این، اینورتر ذخیره انرژی همچنین دارای یک سیستم مدیریت باتری (BMS) است که وظیفه نظارت بر وضعیت شارژ و دشارژ باتری، ولتاژ، جریان، دما و سایر پارامترها را بر عهده دارد تا از ایمنی و عمر باتری اطمینان حاصل کند. . در عین حال، اینورترهای ذخیره انرژی می توانند با شبکه تعامل داشته باشند و از ارتباطات دو طرفه پشتیبانی کنند، یعنی انرژی الکتریکی موجود در باتری را به شبکه بازخورد دهند، یا زمانی که توان شبکه کافی نیست، از شبکه شارژ شوند.

2. طبقه بندی اینورترهای ذخیره انرژی

اینورتر ذخیره انرژی متصل به شبکه: مناسب برای سیستم های ذخیره انرژی متصل به شبکه، که قادر به خروجی انرژی الکتریکی ذخیره شده به شبکه یا تامین برق اضطراری در صورت خرابی شبکه است.

اینورتر ذخیره انرژی خارج از شبکه: در مناطق ایزوله یا سیستم های پشتیبان اضطراری برای تبدیل انرژی الکتریکی در باتری های ذخیره انرژی به جریان متناوب برای استفاده در خانه ها یا دستگاه ها استفاده می شود.

3. سناریوهای کاربردی اینورترهای ذخیره انرژی

سیستم ذخیره انرژی خانه:اینورترهای ذخیره انرژی خانگی در صورت استفاده همراه با سیستم های فتوولتائیک خورشیدی، می توانند انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری را به برق متناوب برای مصارف خانگی تبدیل کنند یا انرژی الکتریکی باقیمانده را به شبکه ارسال کنند.

سیستم ذخیره سازی انرژی صنعتی و تجاری:برای متعادل کردن عرضه و تقاضا، پشتیبانی از پاسخ به تقاضا و ارائه پشتیبانی توان به ویژه در دوره های اوج قیمت برق استفاده می شود.

ذخیره انرژی شبکه:تعادل بار را برای شبکه فراهم می‌کند و سیستم ذخیره‌سازی انرژی شبکه می‌تواند برق را در دوره‌های تقاضای کم ذخیره کند و برق را در دوره‌های اوج برای بهینه‌سازی بار شبکه آزاد کند.

3 مقایسه بین اینورترهای فتوولتائیک و اینورترهای ذخیره انرژی

اگرچه اینورترهای فتوولتائیک و اینورترهای ذخیره انرژی هر دو دستگاه‌های الکترونیکی قدرتی هستند که برای تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های قابل توجهی در اصول، عملکردها و سناریوهای کاربردی دارند.