تفاوت اینورترهای On-Grid،‏ Hybrid و Off-Grid و کاربرد هرکدام

نوع اینورتر اولین تصمیم فنی هر سیستم خورشیدی است و بیشتر انتخاب‌های بعدی، از باتری تا تابلو و کابل‌کشی، به آن بستگی دارد. در این مقاله ساختار هر نوع، رفتارش هنگام قطع برق و پروژه‌هایی را که برایشان مناسب است مرور می‌کنیم.

اینورتر خورشیدی چه کاری می‌کند؟

پنل خورشیدی برق مستقیم (DC) تولید می‌کند، اما بیشتر وسایل برقی و شبکهٔ سراسری با برق متناوب (AC) کار می‌کنند. اینورتر برق DC پنل‌ها را به AC تبدیل می‌کند. ردیاب نقطهٔ بیشینهٔ توان (MPPT) هم معمولاً داخل همین دستگاه است و ولتاژ کاری پنل‌ها را طوری تنظیم می‌کند که بیشترین توان ممکن از آن‌ها گرفته شود.

فرق سه نوع اینورتر در این است که برق تولیدشده به کجا می‌رود و آیا باتری در مسیر هست یا نه.

اینورتر On-Grid (متصل به شبکه) چیست؟

اینورتر On-Grid به شبکهٔ برق وصل می‌شود و خروجی‌اش را با ولتاژ و فرکانس شبکه هم‌گام می‌کند. برق تولیدی اول به مصرف همان ساختمان یا کارخانه می‌رسد و اگر از مصرف بیشتر باشد، به شبکه می‌رود. این نوع اینورتر باتری ندارد.

• کاربرد اصلی: کم‌کردن برق خریداری‌شده از شبکه و فروش برق، در خانه، ساختمان تجاری، کارخانه و نیروگاه.

• مزیت: ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین ساختار، چون باتری و تجهیزات آن را ندارد؛ نگهداری کمی هم لازم دارد.

• محدودیت: با قطع برق شبکه، تولید هم قطع می‌شود؛ حتی در روز آفتابی.

چرا اینورتر On-Grid هنگام قطع برق خاموش می‌شود؟

اینورتر متصل به شبکه باید به‌محض قطع شبکه از آن جدا شود تا روی خطی که برای تعمیر بی‌برق شده، برق برنگرداند. به این حالت «جزیره‌ای شدن» (Islanding) می‌گویند. جلوگیری از آن جزو الزامات ایمنی اینورترهای متصل به شبکه است و روش آزمونش در استاندارد IEC 62116 آمده است. پس اینورتر On-Grid به‌تنهایی برق اضطراری نمی‌دهد.

اینورتر Hybrid (هیبرید) چیست؟

اینورتر Hybrid هم به شبکه وصل است و هم به باتری. برق پنل‌ها می‌تواند به مصرف برسد، باتری را شارژ کند یا به شبکه برود؛ اولویت هرکدام را با تنظیمات دستگاه تعیین می‌کنید. وقتی شبکه قطع می‌شود، اینورتر از شبکه جدا می‌شود و از خروجی پشتیبان (در دیتاشیت‌ها معمولاً Backup یا EPS) مصرف‌کننده‌هایی را که به آن وصل کرده‌اید با برق باتری و پنل روشن نگه می‌دارد.

• کاربرد اصلی: خانه، ویلا، دفتر کار و واحد تجاری که هم می‌خواهند قبض کم شود و هم با قطعی برق، بارهای مهم روشن بماند.

• مزیت: برق اضطراری بدون UPS جدا، و استفاده از برق ذخیره‌شده در ساعت‌هایی که آفتاب نیست.

• محدودیت: هزینهٔ باتری؛ و توان خروجی پشتیبان محدود است، پس فقط بارهای انتخاب‌شده به آن وصل می‌شوند، نه همهٔ ساختمان.

پیش از خرید اینورتر Hybrid چه چیزهایی را چک کنیم؟

• ولتاژ باتری: بعضی مدل‌ها با باتری کم‌ولتاژ (معمولاً ۴۸ ولت) کار می‌کنند و بعضی با باتری‌های ولتاژ بالا. باتری باید در فهرست باتری‌های سازگار سازندهٔ اینورتر باشد.

• توان و زمان سوئیچ خروجی پشتیبان: چند کیلووات را در زمان قطعی تأمین می‌کند و جابه‌جایی چقدر طول می‌کشد. این عددها در دیتاشیت هر مدل آمده‌اند و برای کامپیوتر و تجهیزات حساس مهم‌اند.

• تک‌فاز یا سه‌فاز بودن خروجی پشتیبان باید با بارهایی که باید روشن بمانند جور باشد.

اینورتر Off-Grid (مستقل از شبکه) چیست؟

اینورتر Off-Grid به شبکه وصل نمی‌شود و برق را خودش می‌سازد. پنل‌ها باتری را شارژ می‌کنند و اینورتر از برق باتری، برق AC مصرف‌کننده‌ها را می‌سازد. بیشتر مدل‌های امروزی شارژکنندهٔ خورشیدی (MPPT یا PWM) را داخل خود دارند و بعضی‌ها باتری را از ژنراتور یا برق شهر هم شارژ می‌کنند. در بازار ایران به این دستگاه‌های یکپارچه «سانورتر» هم می‌گویند.

• کاربرد اصلی: باغ، ویلا و دامداری دور از شبکه، ایستگاه‌های مخابراتی و پایش، کانکس و کمپ.

• مزیت: بی‌نیازی کامل از شبکه.

• محدودیت: همهٔ مصرف به ظرفیت باتری و تولید پنل وابسته است؛ طراحی باید مصرف روزانه و روزهای کم‌آفتاب را در نظر بگیرد. برق اضافه هم به جایی فروخته نمی‌شود.

موج سینوسی کامل یا اصلاح‌شده؟

اینورترهای Off-Grid دو نوع خروجی دارند: سینوسی کامل (Pure Sine) و سینوسی اصلاح‌شده (Modified Sine). خروجی سینوسی کامل برای همهٔ وسایل مناسب است. خروجی اصلاح‌شده ارزان‌تر است و برای روشنایی و بارهای ساده کار می‌کند، اما موتورها، پمپ‌ها، یخچال و بعضی وسایل الکترونیکی با آن گرم‌تر کار می‌کنند، صدا می‌دهند یا درست کار نمی‌کنند. اگر نمی‌دانید چه بارهایی وصل می‌شود، سینوسی کامل بخرید.

مقایسهٔ On-Grid،‏ Hybrid و Off-Grid در یک جدول

کدام اینورتر برای پروژهٔ شما مناسب است؟

• کارخانه یا ساختمانی با برق شبکهٔ پایدار که می‌خواهد هزینهٔ برق را کم کند یا برق بفروشد: On-Grid. برای ظرفیت‌های بزرگ، چند اینورتر رشته‌ای (String) سه‌فاز کنار هم رایج است.

• خانه، ویلا یا دفتری که با قطعی برق مشکل دارد: Hybrid با باتری؛ بارهای ضروری (روشنایی، یخچال، مودم، کامپیوتر، پمپ) روی خروجی پشتیبان می‌روند.

• جایی که شبکهٔ برق نیست یا آوردنش صرفه ندارد: Off-Grid، با محاسبهٔ دقیق مصرف روزانه و ظرفیت باتری.

• واحد صنعتی که با قطعی‌های برنامه‌ریزی‌شده روبه‌روست: معمولاً On-Grid برای بخش بزرگ تولید، و راهکار ذخیره یا پشتیبان جدا برای بارهای حیاتی. این حالت طراحی مهندسی لازم دارد.

اشتباه‌های رایج در انتخاب نوع اینورتر

1. خرید On-Grid به امید برق اضطراری. On-Grid با قطع شبکه خاموش می‌شود؛ برای برق اضطراری Hybrid یا Off-Grid لازم است.

2. وصل‌کردن همهٔ ساختمان به خروجی پشتیبان Hybrid. توان این خروجی محدود است و بارهای پرمصرف مثل کولر و آبگرمکن برقی باتری را زود خالی می‌کنند یا از توان خروجی بیشترند.

3. خرید باتری بدون چک‌کردن سازگاری. ولتاژ باتری و ارتباط سامانهٔ مدیریت آن (BMS) با اینورتر باید با هم جور باشد.

4. نادیده‌گرفتن نسخهٔ منطقه‌ای. شبکهٔ ایران ۵۰ هرتز است. اینورتر باید برای ولتاژ و فرکانس شبکهٔ ایران ساخته و تنظیم شده باشد؛ بعضی نسخه‌ها، مثل نسخه‌های آمریکایی، برای ولتاژ دیگری ساخته می‌شوند و گواهی‌هایشان برای شبکهٔ دیگری است.

اینورترهای موجود در نوراوان

فهرست کامل را در دسته‌های اینورتر On-Grid، اینورتر Hybrid و اینورتر Off-Grid و سانورتر ببینید. چند نمونه:

SungrowSG110CXاینورتر متصل به شبکه Sungrow مدل SG110CXمشخصات و استعلام قیمتDeyeSUN-12K-SG04LP3-EUاینورتر هیبرید Deye مدل SUN-12K-SG04LP3-EUمشخصات و استعلام قیمتEPEVERIP3000-42-Plusاینورتر آف‌گرید EPEVER مدل IP3000-42-Plusمشخصات و استعلام قیمت

اگر نمی‌دانید کدام نوع برای پروژهٔ شما مناسب است، مصرف، نوع ساختمان و وضعیت برق شبکه را در فرم استعلام بنویسید تا کارشناس فنی نوراوان پیشنهاد بدهد.

پرسش‌های متداول

منابع

• IEC 62116:2014: روش آزمون جلوگیری از جزیره‌ای شدن در اینورترهای متصل به شبکه.

• IEC 61727:2004: مشخصات اتصال سیستم‌های فتوولتائیک به شبکهٔ توزیع.

• IEC 62109-1:2010: الزامات ایمنی مبدل‌های توان در سیستم‌های فتوولتائیک.