طراحی یک سیستم خورشیدی مثل بازی با لگو است، اگر بدانی چطور آن ها را روی هم بگذاری، یک نیروگاه مطمئن و کارآمد می سازی، اما اگر اشتباه کنی یا اینورتر اصلا روشن نمی شود یا ممکن است به تجهیزات آسیب بزنی. در دنیای انرژی خورشیدی، دو واژه «رشته» (String) و «آرایه» (Array) حکم الفبا را دارند. در این مطلب می خواهیم خیلی ساده و با چند عدد واقعی مفهوم این دو واژه را بررسی کنیم.
هر پنل خورشیدی مثل یک باتری بزرگ است، بیایید فرض کنیم شما یک پنل استاندارد 400 واتی دارید. این پنل معمولاً حدود 400 ولت برق تولید میکند و جریان آن هم حدود 10 آمپر است.
رشته (String) چیست؟ (اتصال سری)
وقتی چند پنل را پشت سر هم وصل کنیم یک «رشته» ساخته می شود. در این حالت، قطب مثبت پنل اول به قطب منفی پنل دوم وصل می شود و الی آخر. در نهایت یک قطب از پنل اول و یک قطب از پنل دوم باقی می ماند که همان مثبت و منفی ما می شود. در این حالت می توانیم با یک جریان ثابت جمع ولتاژ داشته باشیم.
در رشته چه اتفاقی می افتد؟ ولتاژها با هم جمع می شوند اما جریان ثابت می ماند.
مثال واقعی: اگر شما 10 عدد از همان پنلهای 400 واتی را در یک رشته قرار دهید:
ولتاژ نهایی: 400 ولت (40×10)
جریان نهایی: همان 10 آمپر باقی میماند.
نکته اول: ما رشتهها را میسازیم تا ولتاژ را بالا ببریم. چرا؟ چون اینورترها برای روشن شدن نیاز دارند ولتاژ به یک حد خاص مثلاً ۲۰۰ یا ۵۰۰ ولت برسد. کمتر از این مقدار ممکن است پنل به اینورتر متصل باشد و خورشید به آن بتابد ولی اینورتر هیچ برقی به شبکه تزریق نکند. نکته دوم: مقدار حداکثر ولتاژ قابل تحمل برای هر پنل مشخص است، ما نمی توانیم هر تعداد پنلی را که نیاز داریم به صورت سری متصل کنیم و ولتاژ را به اعداد خیلی بالا برسانیم. در مورد ساخت یک استرینگ محدودیت هایی هم وجود دارد.
آرایه (Array) چیست؟ (اتصال موازی)
حالا فرض کنید سیستم شما خیلی بزرگ است و به 30 عدد پنل نیاز دارید. اگر همه را در یک رشته طولانی ببندید، ولتاژ به 1200 ولت میرسد که هم خطرناک است و هم احتمالا اینورتر شما را میسوزاند! اینجاست که «آرایه» وارد میشود. آرایه یعنی مجموعهای از چند رشته که به صورت موازی به هم وصل شدهاند. یعنی ما ابتدا ما رشته ها را با سری کردن می سازیم و سپس آرایه ها را با موازی کردن رشته ها می سازیم.
در آرایه چه اتفاقی میافتد؟ جریانها با هم جمع میشوند اما ولتاژ ثابت میماند.
مثال واقعی: اگر 3 رشته (که هر کدام 10 پنل داشت) را در یک آرایه کنار هم بگذاریم:
ولتاژ کل آرایه: همان 400 ولت است (چون رشتهها با هم موازی هستند).
جریان کل آرایه: 30 آمپر (3×10).
نکته : تعداد رشته ها در یک آرایه نمی تواند نا محدود باشد و با توجه به مقدار جریان قابل تحمل توسط ورودی اینورتر تعیین می شود. اعداد مختلفی در نیروگاه ها می توان دید مثل 20 آمپر، 30 آمپر و یا حتی 100 آمپر اما مهم است که تعداد رشته در هر آرایه با مقدار جریان ورودی اینورتر متناسب باشد.
رشته ها که با رنگ قرمز مشخص شدند در برابر آرایه ها به رنگ آبی
مقایسه و یک مثال عملی
مشخصه
رشته (سری)
آرایه (موازی)
ولتاژ
افزایش مییابد
ثابت میماند
جریان (آمپر)
ثابت میماند
افزایش مییابد
هدف
رسیدن به ولتاژ استارت اینورتر
افزایش توان کل و آمپر
فرض کنید کل سیستم شما قرار است 12 کیلووات (12,000 وات) برق تولید کند. اگر طبق مثال بالا عمل کنیم (3 رشته که هر کدام 10 پنل دارند):
400 ولت × 30 آمپر = 12,000 وات.
این به این معناست که با ترکیب درست رشتهها و چیدن آنها در یک آرایه، توانستید دقیقا به همان قدرتی برسید که نیاز داشتید، بدون اینکه ولتاژ آنقدر بالا برود که خطرناک شود یا آنقدر پایین بماند که سیستم کار نکند. نصب پنل های خورشیدی فقط گذاشتن چند صفحه روی پشت بام نیست، بلکه بازی با اعداد برای جلب رضایت اینورتر است! اگر رشتهها را خیلی کوتاه بگیرید، سیستم در روزهای ابری کلا خاموش می ماند و یا اگر آرایه را خیلی بزرگ بگیرید، ممکن است سیمکشیهای شما ذوب شود و به اینورتر آسیب برسد.
در نهایت اگر در مورد اتصال پنل های خورشیدی نیاز به راهنمایی داشتید می توانید با کارشناسان مهرسان تماس بگیرید.
