با محبوبیت انرژی تجدید پذیر ، به ویژه توسعه سریع تولید انرژی خورشیدی ، سیستم های فتوولتائیک (تولید انرژی فتوولتائیک خورشیدی) به بخش مهمی از تأمین انرژی خانگی و صنعتی تبدیل شده اند. در این سیستم ها اینورترهای متصل به شبکه نقش اساسی دارند. آنها نه تنها جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط پانل های خورشیدی را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کنند ، بلکه قدرت اضافی را نیز برای دستیابی به استفاده کارآمد از انرژی به شبکه می دهند.
عملکرد اصلی اینورتر متصل به شبکه تبدیل جریان مستقیم تولید شده توسط سیستم فتوولتائیک خورشیدی به جریان متناوب که مطابق با استانداردهای شبکه است. پس از تولید پانل خورشیدی جریان مستقیم ، جریان مستقیم برای تبدیل به اینورتر متصل به شبکه تغذیه می شود. مدار داخل اینورتر جریان مستقیم را به جریان متناوب از طریق سوئیچ های الکترونیکی و سایر وسایل تبدیل می کند. ولتاژ ، فرکانس و فاز این جریان متناوب باید با جریان متناوب شبکه مطابقت داشته باشد تا با خیال راحت به شبکه متصل شود.
اینورتر متصل به شبکه نیز عملکردهای مختلفی را انجام می دهد. این مسئولیت نظارت بر وضعیت عملیاتی سیستم ، از جمله پارامترهایی مانند جریان ، ولتاژ و دما ، برای اطمینان از عملکرد کارآمد سیستم فتوولتائیک است. برخی از اینورترهای رده بالا نیز مجهز به کارکردهای هوشمند هستند که می توانند از طریق سیستم عامل های کنترل و نظارت از راه دور ، گسل های تجهیزات را مدیریت و تشخیص دهند. علاوه بر این ، اینورتر همچنین عملکرد حفاظت جریان معکوس را انجام می دهد تا از برقراری مجدد برق شبکه به سیستم فتوولتائیک جلوگیری شود و از این طریق از ایمنی تجهیزات اطمینان حاصل شود.
اصل کار اینورتر متصل به شبکه عمدتا شامل مراحل زیر است:
DC به AC: جریان DC تولید شده توسط پانل خورشیدی از طریق کابل به اینورتر متصل به شبکه منتقل می شود و مدار داخل اینورتر جریان DC را به AC تبدیل می کند. این فرایند معمولاً توسط فناوری مدولاسیون عرض پالس (PWM) کنترل می شود به طوری که فرکانس و دامنه AC خروجی با شبکه سازگار است.
حداکثر ردیابی نقطه قدرت (MPPT): به منظور اطمینان از کارآیی سیستم فتوولتائیک ، بسیاری از اینورترهای متصل به شبکه مجهز به فناوری ردیابی Power Point (MPPT) هستند. این فناوری می تواند ولتاژ خروجی و جریان پانل باتری را در زمان واقعی کنترل کند ، نقطه کار اینورتر را تنظیم کرده و باعث شود سیستم فتوولتائیک همیشه در نقطه پاور کار کند.
اتصال شبکه با شبکه: پس از تبدیل انرژی الکتریکی به AC مناسب ، اینورتر آن را به شبکه متصل می کند. برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم ، جریان خروجی و ولتاژ اینورتر باید با جریان و ولتاژ شبکه به طور دقیق هماهنگ شود.
راندمان بالا: اینورترهای متصل به شبکه می توانند راندمان تبدیل انرژی پانل های خورشیدی را به حداکثر برسانند. استفاده از فناوری MPPT می تواند اطمینان حاصل کند که سیستم فتوولتائیک همیشه در حالت کار فعالیت می کند و از بین رفتن انرژی کاهش می یابد.
انعطاف پذیری و سازگاری: اینورترهای متصل به شبکه برای انواع مختلف سیستم های فتوولتائیک خورشیدی ، اعم از ساختمانهای مسکونی ، تجاری و یا نیروگاه های خورشیدی در مقیاس بزرگ مناسب هستند. علاوه بر این ، اینورترهای مدرن معمولاً از پروتکل ها و استانداردهای متصل به شبکه پشتیبانی می کنند و در مناطق مختلف با الزامات شبکه سازگار هستند.
مزایای اقتصادی: با تغذیه برق اضافی به شبکه ، خانوارها یا مشاغل نه تنها می توانند صورتحساب برق را کاهش دهند بلکه از طریق مکانیسم جبران شبکه نیز مزایای خاصی را به دست می آورند. به خصوص در برخی از زمینه ها با پشتیبانی جدی از سیاست ، افراد یا شرکت ها می توانند پس از تغذیه سیستم های تولید انرژی خورشیدی ، یارانه یا مشوق های خود را بدست آورند.
مدیریت هوشمند: بسیاری از اینورترهای متصل به شبکه مدرن دارای عملکردهای نظارتی و تشخیصی هستند. از طریق تلفن های هوشمند یا برنامه های رایانه ای ، کاربران می توانند وضعیت عملیاتی منظومه شمسی را در زمان واقعی مشاهده کنند ، مشکلات احتمالی را به موقع کشف و حل کنند و هزینه های نگهداری را کاهش دهند.
به عنوان یک دستگاه اصلی ضروری در سیستم های تولید برق فتوولتائیک ، اینورترهای متصل به شبکه نه تنها از تبدیل کارآمد برق و اتصال شبکه پایدار اطمینان می دهند ، بلکه نقش مهمی در بهبود کارایی سیستم ، کاهش زباله های انرژی و کاهش هزینه های برق نیز دارند. با پیشرفت فناوری ، اینورترهای متصل به شبکه آینده باهوش تر ، صرفه جویی در مصرف انرژی و کارآمد تر خواهند بود و توسعه فناوری تولید انرژی خورشیدی را در یک جهت وسیع تر و محبوب تر ترویج می کنند و سهم بیشتری به تحول جهانی انرژی سبز می دهند .
