اخبار اینورترهای خورشیدی و باتری‌ها | مین‌ون

قلب و انبار ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی

بسیاری از افراد از مفهوم سیستم‌های خورشیدی همراه با ذخیره‌سازی آگاه هستند، اما تعداد کمی به‌طور روشن درک می‌کنند که اینورتر و باتری دقیقاً چه کاری انجام می‌دهند.

به‌صورت ساده: پنل‌های خورشیدی نور خورشید را جمع‌آوری کرده و برق تولید می‌کنند. اینورتر مرکز فرمان قدرت کل سیستم است. باتری انبار عظیم انرژی است.

تنها زمانی که این دو با هم کار کنند، انرژی ناپایدار خورشیدی به برقی قابل اعتماد، ایمن و قابل استفاده برای خانه تبدیل می‌شود.

امروز قصد داریم این دو مؤلفهٔ اصلی را به‌زبان ساده توضیح دهیم، منطق پنهان در پشت سیستم‌های خورشیدی همراه با ذخیره‌سازی را شرح دهیم و به شما کمک کنیم تا از اشتباهات رایج در انتخاب جلوگیری کنید.

۱. اینورتر: مرکز فرمان قدرت سیستم ذخیره‌سازی خورشیدی

پریزهای خانگی جریان متناوب یا AC تأمین می‌کنند. وسایل خانگی مانند یخچال‌ها، پنکه‌ها، روشنایی و تلویزیون‌ها همگی با جریان متناوب کار می‌کنند.

با این حال، پنل‌های خورشیدی و باتری‌های ذخیره‌سازی جریان مستقیم یا دی‌سی تولید و ذخیره می‌کنند. جریان مستقیم را نمی‌توان به‌طور مستقیم توسط وسایل خانگی مصرف کرد. به همین دلیل اینورتر وجود دارد: این دستگاه جریان مستقیم را به جریان متناوب یا ای‌سی تبدیل می‌کند و در صورت نیاز جریان متناوب را دوباره به جریان مستقیم بازمی‌گرداند.

بسیاری از افراد فکر می‌کنند اینورتر تنها یک «تبدیل‌کنندهٔ جریان» ساده است. اما اینورترهای ترکیبی مدرن بسیار فراتر از این عملکرد هستند.

کارکرد یک اینورتر ترکیبی

• ام‌پی‌پی‌تی – ردیابی نقطهٔ توان حداکثری اینورتر شامل ماژول ام‌پی‌پی‌تی است که خروجی لحظه‌ای پنل‌های خورشیدی را پیگیری می‌کند. هنگامی که شدت نور خورشید تغییر می‌کند، این ماژول بیشترین توان قابل‌دسترس را جذب می‌کند و بهره‌برداری از انرژی خورشیدی را بهبود می‌بخشد.
• کنترل جریان دوطرفه در طول روز، پنل‌های خورشیدی جریان مستقیم تولید می‌کنند. بخشی از این جریان مستقیماً توسط وسایل خانگی مصرف می‌شود. هرگونه توان اضافی توسط اینورتر تنظیم شده و در باتری ذخیره می‌شود. در عصر یا روزهای ابری، باتری جریان مستقیم تأمین می‌کند و اینورتر آن را به جریان متناوب تمیز و پایدار برای مصرف در خانه تبدیل می‌کند.
• حفاظت از ایمنی و تغییر حالت‌ها وقتی شبکه در دسترس باشد، سیستم می‌تواند در حالت متصل به شبکه کار کند. اگر شبکه قطع شود، یک اینورتر ترکیبی واجد شرایط می‌تواند به‌سرعت به حالت پشتیبانی بدون شبکه تغییر وضعیت دهد تا باتری ادامهٔ تأمین بارهای حیاتی را بر عهده گیرد.
• خروجی موج سینوسی خالص یک اینورتر باکیفیت بالا خروجی موج سینوسی خالص ارائه می‌دهد که مشابه برق شبکه است. این ویژگی الکترونیک‌های حساس مانند تلویزیون‌ها و رایانه‌ها را محافظت می‌کند. در مقابل، اینورترهای با موج سینوسی اصلاح‌شدهٔ پایین‌کیفیت ممکن است باعث نوسانات ولتاژ و آسیب به تجهیزات شوند.

انواع اصلی اینورترها

جدول

این اینورتر هیبریدی در حال حاضر گزینهٔ اصلی برای ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی در مسکن است.

۲. باتری: انبار انرژی برای انرژی خورشیدی

اگر اینورتر قلب سیستم باشد، باتری انبار انرژی است.

تولید انرژی خورشیدی معمولاً در طول روز به اوج می‌رسد، اما مصرف خانگی اغلب در عصر و شب به اوج می‌رسد. بدون باتری، انرژی اضافی خورشیدی صرف‌نظر می‌شود. باتری این انرژی اضافی را ذخیره کرده و در زمان نیاز آن را آزاد می‌کند.

باتری‌های لیتیوم فروفسفات آهن در حال حاضر رایج‌ترین نوع هستند

رایج‌ترین فناوری در سیستم‌های ذخیره‌سازی خانگی مدرن باتری لیتیوم آهن فسفات است که معمولاً به‌صورت لایف‌پی‌۴ .

در مقایسه با باتری‌های قدیمی سرب-اسیدی، لیتیوم فروفسفات آهن مزایای مهمی دارد:

• پایداری شیمیایی بهتر
• مقاومت بهتر نسبت به گرما
• خطر کمتر فرار حرارتی
• طول عمر چرخه‌ای بیشتر، معمولاً ۶۰۰۰ چرخه یا بیشتر
• عمق تخلیه بالاتر
• بهره‌وری بالاتر در تبدیل انرژی
• تلفات کمتر در شارژ و دشارژ

باتری‌های سرب-اسید در مقایسه با سایر انواع، عمر کوتاه‌تری دارند؛ معمولاً تنها ۳ تا ۵ سال طول می‌کشند و برای چرخه‌های عمیق مناسب نیستند. بنابراین امروزه به‌ندرت در پروژه‌های جدید ذخیره‌سازی خانگی استفاده می‌شوند.

سیستم مدیریت باتری (BMS): مدیر ایمنی باتری

هر سیستم باتری ذخیره‌سازی شامل یک سیستم مدیریت باتری ، یا BMS است. آن را مانند مدیر ایمنی باتری در نظر بگیرید.

یک بسته باتری از اتصال چندین سلول به‌صورت سری تشکیل شده است. تفاوت‌های جزئی در ولتاژ بین سلول‌ها طبیعی است، اما اگر این تفاوت‌ها تعدیل نشوند، می‌توانند عملکرد را کاهش داده و خطرات ایمنی ایجاد کنند.

سیستم مدیریت باتری (BMS) به‌طور مداوم نظارت می‌کند بر:

• جهت ولتاژ سلول
• جریان
• دمای محیط
• میزان شارژ (SOC)

همچنین تعادل‌سازی فعال یا غیرفعال سلول‌ها را انجام می‌دهد و در برابر موارد زیر محافظت می‌کند:

• شارژ بیش از حد
• تخلیه بیش از حد
• جریان بیش از حد
• دمای بالا
• دمای پایین

اگر وضعیت غیرطبیعی‌ای رخ دهد، سیستم مدیریت باتری (BMS) می‌تواند مدار را قطع کند تا از آسیب جلوگیری شود. بدون محافظت BMS، بسته باتری ممکن است دچار عدم تعادل سلول‌ها، متورم‌شدن یا حتی حادثه‌های ایمنی شود.

۳. اینورتر و باتری باید به‌درستی با یکدیگر هماهنگ باشند

اتصال اینورتر و باتری تنها یک اتصال فیزیکی ساده نیست؛ بلکه باید بین آن‌ها ارتباط و همکاری صحیح برقرار شود.

اینورتر داده‌های زنده را از سیستم مدیریت باتری (BMS) می‌خواند، از جمله:

• ظرفیت باقی‌مانده باتری یا SOC
• دمای باتری
• حداکثر جریان شارژ
• حداکثر جریان تخلیه

با توجه به این اطلاعات، اینورتر توان شارژ را به‌صورت پویا تنظیم می‌کند.

وقتی باتری کاملاً شارژ می‌شود، اینورتر شارژ را متوقف می‌کند. و هنگامی که باتری به حد پایین محافظتی برسد، اینورتر تخلیه را متوقف می‌کند. این امر از تخلیه بیش از حد باتری جلوگیری کرده و عمر کاربردی آن را افزایش می‌دهد.

سازگانی ارتباطی بسیار حیاتی است

اگر اینورتر و باتری پروتکل ارتباطی سازگان‌پذیری نداشته باشند، مشکلات جدی‌ای مانند موارد زیر ممکن است رخ دهد:

• شارژ بدون کنترل
• ناتوانی در انجام وظایف حفاظتی
• کاهش طول عمر باتری
• افزایش خطرات ایمنی

به همین دلیل، معمولاً انتخاب یک سیستم کامل و به‌طور ذاتی سازگار ایمن‌تر از ترکیب تصادفی برند‌های مختلف است.

۴. اشتباهات رایج در انتخاب که باید از آن‌ها پرهیز کرد

اشتباه ۱: فرض اینکه باتری بزرگ‌تر همیشه بهتر است

ظرفیت باتری باید با اندازه آرایه خورشیدی و مصرف برق خانگی هماهنگ باشد.

اگر آرایه خورشیدی نسبتاً کوچک باشد، ممکن است در طول روز انرژی اضافی کافی برای شارژ یک باتری بزرگ وجود نداشته باشد. در این صورت، باتری بزرگ‌تر تنها هزینه را افزایش می‌دهد و ارزش افزوده متناسبی ایجاد نمی‌کند.

اشتباه ۲: انتخاب تصادفی توان اینورتر

توان خروجی اسمی اینورتر تعیین‌کننده تعداد وسایل الکتریکی است که می‌توانند همزمان کار کنند.

دستگاه‌های پرتوان مانند کولرها و پمپ‌های آب اغلب دارای جریان راه‌اندازی ناگهانی هستند. اگر توان برق‌گردان بسیار کوچک باشد، این جریان‌های ناگهانی ممکن است باعث فعال‌شدن قطع ایمنی شوند.

اشتباه سوم: صرف‌نظر کردن از محیط نصب

هر دوی برق‌گردان و باتری نیازمند تهویه و خنک‌کنندگی مناسب هستند.

محیطی بسته و پرحرارت، فرآیند پیرشدن را تسریع کرده و عمر مفید را کوتاه می‌کند. همچنین محیط مرطوب ممکن است باعث خوردگی سیم‌کشی و کاهش قابلیت اطمینان بلندمدت شود.

۵. سیستم ذخیره‌سازی خورشیدی چه ارزشی ایجاد می‌کند؟

سیستمی به‌درستی طراحی‌شدهٔ ترکیبی خورشیدی و ذخیره‌سازی، مزایای عملی زیر را فراهم می‌کند:

• هزینه برق پایین تر در مناطقی با نرخ‌های بالای شبکهٔ برق
• نیروی پشتیبان در زمان قطعی‌ها، به‌ویژه برای روشنایی، سرمایش و تجهیزات ارتباطی
• استفادهٔ بلندمدت از انرژی پاک با افزایش میزان مصرف خود از انرژی خورشیدی
• کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار کربن در خانه‌ها

با این حال، ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی کاملاً بدون نیاز به نگهداری نیست.

نگهداری اولیه شامل موارد زیر است:

• بررسی منظم نشانگرهای وضعیت
• گوش دادن به صداهای غیرعادی
• پایش بیش‌گرم‌شدن
• بازرسی دوره‌ای ترمینال‌ها
• نگهداری تجهیزات در شرایط تمیز، خشک و با تهویه مناسب
• هرگز اینورتر یا باتری را بدون آموزش حرفه‌ای باز نکنید

با انتخاب مناسب، نصب حرفه‌ای و نگهداری دوره‌ای، سیستم اینورتر و باتری می‌تواند به‌صورت قابل‌اطمینان برای سال‌ها کار کند.

خلاصه

وظایف اینورتر عبارتند از:

• تبدیل جریان مستقیم به متناوب (DC/AC)
• زمان‌بندی انرژی
• تغییر حالت‌ها
• حفاظت از سیستم

وظایف باتری عبارتند از:

• ذخیره‌سازی انرژی اضافی خورشیدی
• تأمین برق در زمان‌های لازم
• محافظت از سلول‌ها از طریق سیستم مدیریت باتری (BMS)

در کنار هم، این دو تشکیل‌دهنده‌ی یک سیستم کامل خورشیدی-ذخیره‌سازی برای مسکن هستند.

انتخاب ترکیبی مناسب از اینورتر و باتری برای ایمنی، پایداری و طول عمر بالا ضروری است. تنها در این صورت می‌توان نور خورشید را به برق قابل اعتمادی برای مصرف خانگی تبدیل کرد.

اگر قصد اجرای پروژه‌ای برای ذخیره‌سازی انرژی خانگی را دارید، ابتدا ظرفیت سیستم خورشیدی روی سقف و الگوی مصرف روزانه‌تان را ارزیابی کنید. سپس توان اینورتر و ظرفیت باتری را متناسب با آن‌ها تعیین نمایید.