در دنیای نیروگاه های خورشیدی حتما با اصطلاحات زیادی روبرو می شوید. یکی از این اصطلاحات، کلمه سانورتر است که در این نوشته به بررسی آن می پردازیم. شاید از خودتون بپرسید که مگر اینورتر و سانورتر یک کار انجام نمی دهند؟ که می توان پاسخ داد سانورتر مثل یک چاقوی سوییسی همه کاره عمل می کند.
اینورتر خورشیدی چیست و چرا اینورتر داریم؟
در مهندسی برق، اینورتر نام دستگاه یا قطعه ای است که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. جریان تولید شده توسط بسیاری از تولید کننده ها و منابع ذخیره به صورت DC هستند و برای تبدیل شده نیاز به اینورتر دارند. بیشتر وسایل و دستگاه های مورد استفاده توسط خانه ها و یا صنایع با برق AC کار می کنند. اصلا وجود جریان متناوب به ما اجازه داد تا موتور های القایی را بسازیم و از آن ها در صنعت استفاده کنیم. جریان برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی به صورت مستقیم یا DC است و ما باید با اینورتر آن را به جریان متناوب یا AC تبدیل کنیم. اینورتر هایی که جریان تولیدی توسط پنل های خورشیدی را به جریان AC تبدیل می کنند اینورتر خورشیدی نام دارند.
تفاوت اصلی اینورتر های خورشیدی با اینورتر های کنترل کننده موتور در ساختار کنترلی آنهاست. اینورتر های خورشیدی همواره باید خروجی با فرکانس ثابت و نسبت ولتاژ فاز به نول ثابت بدهند در حالی که ورودی آنها ممکن است دچار تغییرات ولتاژ و یا توان شود. در حالی که اینورتر های کنترل کننده موتور در ورودی جریان متناوب برق شهری را دارند که همواره فرکانس و ولتاژ ثابت دارد ولی باید خروجی ولتاژی و فرکانسی متفاوتی تولید کنند تا بتوانند موتور های القایی را کنترل کنند. برای مثال اینورتر موتور آسانسور از نوع است که باید سرعت و گشتاور موترو آسانسور را کنترل کند.
سانورتر (Sunverter) چیست؟
سانورتر یا اینورتر/شارژر یک سیستم کنترل توان یکپارچه است. اگربخواهیم دقیق تر بگوییم در یکسیستم خورشیدی شما نیاز به باتری دارید تا هنگام شب و عدم تابش خورشید از انرژی باتری برای روشنایی خودتان استفاده کنید. در اینجا ما برای کنترل شارژ و خالی شدن باتری ها به قطعه ای به نام شارژ کنترلر داریم. بعلاوه ما نیاز به جریان AC برای تجهیزات خودمان داریم که سانورتر دقیقا متشکل از همین ماژول ها به صورت جداگانه است. سانورتر ترکیب سه دستگاه مجزا در یک دستگاه است : یک اینورتر سینوسی خالص برای تبدیل برق DC به AC ، یک شارژ کنترلر (غالبا از نوع MPPT برای ردیابی حداکثر توان پنل های خورشیدی) و یک شارژر عادی باتری برای شارژ باتری ها از برق شهر (مثلا هنگامی که آفتاب وجود ندارد یا هوا ابری است).
در سانورترها، مدیریت انرژی به صورت هوشمند انجام میشود. شما پنلهای خورشیدی، باتری ها و برق شهر را به سانورتر متصل میکنید. برد داخلی دستگاه وظیفه دارد انرژی را در سه بخش مدیریت کند: تامین بار مصرفی برای ما، شارژ باتریها و در صورت نیاز، سوییچ کردن روی برق شهر. اکثر سانورترها اجازه میدهند تا پارامترهایی مثل جریان شارژ باتری یا اولویتبندی منابع (Solar First vs Utility First) را به صورت نرمافزاری تنظیم کنید، امکانی که در سیستمهای مجزا بهسختی و با هزینهی بالا فراهم میشود.یکی از بزرگترین مزیت های فنی سانورتر، قابلیت Bypass و UPS است. این دستگاه میتواند در کمتر از ۱۰ تا ۲۰ میلیثانیه بین منبع خورشیدی، باتری و برق شهر جابجا شود بدون اینکه وسایل حساس مثل کامپیوتر یا سرور ریست شوند. در واقع سانورتر برخلاف اینورترهای متصل به شبکه، اجازه میدهد حتی در زمان قطع برق شهر، شما از انرژی خورشیدی ذخیره شده در باتریها یا انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی استفاده کنید.
این نکته مهم را در نظر داشته باشید که سانورتر ها امکان تزریق برق به شبکه و فروش برق را ندارند و در صورت نبود شبکه برق هم می توانند بطور صحیح کار کنند. وجود شبکه برق برای پشتیبانی لازم است اما ضروری نیست. با یک سانورتر می توانید سیستم انرژی آفگرید یا جدا از شبکه اجرا کنید و در صورت امکان و نیاز، برق شبکه را هم به سانورتر متصل کنید.سانورترها برای خودمختاری انرژی (Energy Independence) ساخته شدهاند.
تفاوت اصلی سانورتر و اینورتر متصل به شبکه چیست؟
اینورتر های متصل به شبکه یا آنگرید فقط برای تزریق برق به شبکه ساخته شده اند. در صورتی که برق شبکه قطع شود با توجه به سیستم حفاظت جزیره ای اینورتر (Anti-Islanding) تولید این اینورتر ها هم قطع خواهد شد. پس در هنگام قطعی برق امکان استفاده از برق خورشیدی تولید شده توسط این اینورتر ها وجود ندارد. همچنین اینورتر های آنگرید امکان ذخیره برق در باتری ها را ندارند و ورودی آنها فقط از طریق پنل های خورشیدی است.
برعکس در سیستم های دارای سانورتر، اصلا به وجود شبکه برق نیازی نیست. شبکه برق فقط به عنوان یک پشتیبان برای مواقع کاهش تولید پنل های خورشیدی عمل خواهد کرد. در سانورتر ها امکان ذخیره انرژی تولید شده در باتری وجود دارد و در هنگامی که هم شبکه برق قطع است و هم پنل های خورشیدی به اندازه کافی تولید ندارند، سانورتر به صورت خودکار از باتری ها استفاده می کند.
یک نکته مهم: اگر برای چند لامپ کوچک و یا فقط شارژر موبایل قرار است از پنل های خورشیدی استفاده کنید، یک شارژ کنترلر برای شما کافی است اما اگر برای یک باغ ویلا با مصارف خانگی کامل نیروگاه آفگرید طراحی می کنید، حتما از سانورتر های مدرن و پیشرفته استفاده کنید.
در نهایت اگر به دنبال راه اندازی یک سیستم آفگرید و پایداری در هنگام قطعی برق هستید، توصیه می شود از سانورتر استفاده کنید ولی اگر قصد فروش برق به شبکه را دارید باید از اینورتر های متصل به شبکه یا آنگرید استفاده کنید.