انتخاب اینورتر مناسب یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی و اجرای سیستم‌های خورشیدی است. اگر توان اینورتر به‌درستی محاسبه نشود، ممکن است سیستم شما نتواند برق موردنیاز مصرف‌کننده‌ها را تأمین کند یا در اثر اضافه‌بار دچار آسیب شود. در این مقاله از کلین پست، نحوه محاسبه توان اینورتر را بررسی می‌کنیم.
توان اینورتر
توان اینورتر به حداکثر توان الکتریکی گفته می‌شود که می‌تواند از منبع تغذیه جریان مستقیم (DC) دریافت کرده تا به جریان متناوب (AC) تبدیل کند. این توان، توان نامی یا حداکثر توان خروجی اینورتر است که باید متناسب با نیاز بار الکتریکی (مصرف‌کننده‌هایی که به اینورتر متصل می‌شوند) انتخاب شود.
توان اینورتر باید حداقل برابر یا بیشتر از توان مورد نیاز تجهیزات باشد تا بتواند عملکرد پایدار و ایمن را تضمین کند. علاوه‌براین، ولتاژ و فرکانس خروجی اینورتر باید متناسب با نیاز تجهیزات باشد تا از افت کارایی و آسیب به دستگاه‌ها جلوگیری شود.
حاصل ضرب ولتاژ در جریان خروجی از اینورتر را توان خروجی آن می‌نامند؛ همچنین حاصل ضرب ولتاژ در جریان ورودی هم توان ورودی نام دارد.
محاسبه توان اینورتر مورد نیاز
برای محاسبه توان اینورتر باید مراحل زیر را انجام دهید:
مرحله اول: تعیین توان مصرفی تجهیزات متصل
اولین گام، محاسبه توان مصرفی تجهیزات متصل است. این توان معمولاً در مشخصات دستگاه‌ها درج شده و برحسب وات (W) یا کیلووات (kW) بیان می‌شود. همچنین، درصورتی‌که جریان دستگاه را به آمپر (A) و ولتاژ (V) داشته باشید، می‌توانید از فرمول زیر:
P = V × I × PF
برای محاسبه توان وسایل استفاده کنید که در آن PF یا ضریب توان، معمولاً بین ۰.۸ تا ۱ در نظر گرفته می‌شود. این مرحله اهمیت بالایی دارد، زیرا مقدار نادرست می‌تواند منجر به انتخاب اینورتر با توان نامناسب شود.
مرحله دوم: در نظر گرفتن ضریب هم‌زمانی و اضافه‌بار
تمام وسایل همیشه هم‌زمان روشن نیستند. ضریب هم‌زمانی نشان می‌دهد چند درصد از کل تجهیزات متصل به اینورتر به‌طور هم‌زمان در حداکثر توان خود کار می‌کنند. در عمل، همه مصرف‌کننده‌ها به‌طور هم‌زمان روشن یا در بیشترین ظرفیت خود فعال نیستند. به همین دلیل، برای محاسبه توان واقعی مورد نیاز اینورتر، توان نامی مجموع بارها در ضریب هم‌زمانی ضرب می‌شود تا توان هم‌زمان واقعی به‌دست آید. ضریب هم‌زمانی معمولاً بین ۰.۷ تا ۰.۸ در نظر گرفته می‌شود.
مجموع توان نامی تجهیزات × ضریب هم‌زمانی = توان نامی بار
همچنین، در برخی تجهیزات، مانند الکتروموتورها، هنگام راه‌اندازی جریان اولیه بالایی کشیده می‌شود که ممکن است ۱.۵ تا ۲ برابر توان نامی موتور باشد. برای جلوگیری از آسیب به اینورتر و عملکرد نامناسب دستگاه، باید توان اینورتر را حداقل ۱.۵ برابر توان نامی بار در نظر گرفت. این ضریب راه‌اندازی اضافه‌بار باعث افزایش طول عمر اینورتر و جلوگیری از افت ولتاژ یا خاموشی ناگهانی می‌شود.
مرحله سوم: در نظر گرفتن ضریب اطمینان
پس از مشخص کردن توان بار، باید ضریب اطمینان را در محاسبات لحاظ کرد. برای اطمینان از عملکرد پایدار اینورتر، معمولاً حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد ضریب اطمینان به توان اضافه می‌شود.
پس توان مورد نیاز برای انتخاب اینورتر برابر است با:
مرحله چهارم: محاسبه توان اینورتر
با توجه به مراحل قبل داریم:
ضریب توان اینورتر (Power Factor) معمولاً روی پلاک مشخصات یا دیتاشیت آن با عبارت PF یا cos φ نوشته شده است. توان نامی اینورتر انتخابی باید با توان مورد نیاز که در مرحله قبل محاسبه شد، هم‌خوانی داشته باشد.
درنهایت توان واقعی اینورتر از رابطه زیر محاسبه می‌شود:
توان نامی یا ظاهری (kVA) اینورتر همیشه بزرگ‌تر از توان واقعی (kW) آن است.
توجه: اگر تجهیزات شما با برق تک‌فاز (۲۲۰ V) یا سه‌فاز (۳۸۰ V) کار می‌کنند، باید اینورتر متناسب با آن را انتخاب کنید. جریان خروجی اینورتر باید برابر یا بیشتر از جریان مورد نیاز تجهیزات باشد. همچنین، در انتخاب اینورتر باید به فرکانس کاری (Hz) و نوع بار (مقاومتی یا القایی) نیز توجه کرد.
توجه: در محاسبه توان اینورتر خورشیدی باید بازده تبدیل DC به AC را نیز در نظر بگیرید.
مثال:
فرض کنید وسایل برقی شامل موارد زیر داشته باشیم:
- تلویزیون: ۱۰۰ وات
- یخچال: ۱۵۰ وات
- روشنایی: ۲۰۰ وات
- لپ‌تاپ: ۶۰ وات
ابتدا توان مصرفی همه وسایل برقی را به وات محاسبه می‌کنیم:
۱۰۰ + ۱۵۰ + ۲۰۰ + ۶۰ = ۵۱۰ وات
در نظر گرفتن ضریب هم‌زمانی
گفتیم که ضریب هم‌زمانی معمولاً بین ۰.۷ تا ۰.۸ در نظر گرفته می‌شود.
۵۱۰ × ۰.۸ = ۴۰۸ وات
ضریب اطمینان
برای اطمینان از عملکرد پایدار، معمولاً حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد ضریب اطمینان به توان اضافه می‌شود.
۴۰۸ × ۱.۲ = ۴۸۹ وات
در نظر گرفتن اضافه‌بار
برخی وسایل مانند یخچال یا پمپ آب هنگام روشن‌شدن، چند برابر توان نامی برق نیاز دارند که به آن توان لحظه‌ای می‌گویند. اگر یخچال شما ۳ برابر توان نامی هنگام راه‌اندازی نیاز دارد:
۱۵۰ × ۳ = ۴۵۰ وات
چون توان لحظه‌ای نباید باعث خاموشی سیستم شود، این توان را نیز باید لحاظ کنید.
محاسبه توان نهایی
درنهایت توان راه‌اندازی و توان پیوسته را مقایسه کنید و بزرگ‌ترین عدد را مبنای انتخاب قرار دهید.
در مثال بالا:
- توان پیوسته مورد نیاز: ۴۸۹ وات
- توان لحظه‌ای مورد نیاز: ۴۵۰ وات
توان اینورتر انتخابی باید حداقل ۵۰۰ وات پیوسته و توان لحظه‌ای حداقل ۱۰۰۰ وات (۲ برابر توان پیوسته) باشد.
سؤالات متداول
اینورتر دستگاهی است که برق DC تولیدشده توسط پنل‌های خورشیدی یا باتری‌ها را به برق AC تبدیل می‌کند تا بتوانید آن را در وسایل برقی خانگی یا صنعتی استفاده کنید. به عبارت ساده، اینورتر قلب سیستم برق‌رسانی خورشیدی است و بدون آن، امکان بهره‌برداری از برق تولیدی وجود ندارد.
محاسبه توان اینورتر اهمیت زیادی دارد، زیرا: از خاموشی ناگهانی سیستم جلوگیری می‌کند؛ باعث می‌شود توان کافی برای راه‌اندازی و کارکرد تجهیزات فراهم باشد؛ از تحمیل هزینه‌های اضافی به‌دلیل خرید اینورتر بزرگ‌تر از حد نیاز جلوگیری می‌کند؛ مانع از آسیب‌دیدگی تجهیزات الکتریکی و خود اینورتر می‌شود.
توانی است که اینورتر به‌طور کوتاه‌مدت (چند ثانیه) هنگام راه‌اندازی دستگاه‌های پرمصرف مانند یخچال یا موتور پمپ تأمین می‌کند. این توان معمولاً ۲ تا ۳ برابر توان پیوسته است.
خیر، توان اینورتر باید کمی بیشتر از مجموع توان کل مصرف‌کننده‌ها باشد و همچنین با ضریب توان و ضریب اطمینان نیز اصلاح شود تا عملکرد پایدار و ایمن تضمین گردد.
سیستم دچار اضافه‌بار شده و اینورتر خاموش شده یا آسیب‌دیده می‌بیند.
اینورتر موج سینوسی کامل سازگاری و بازده بالاتری دارد.
About The Author
More Stories
انرژی پایدار و انرژی تجدیدپذیر چه تفاوتی باهم دارند؟
پنجره خورشیدی چیست؟ | نحوه عملکرد، انواع، کاربردها و مزایای پنجره فوولتاییک
سیستم‌های فتوولتاییک خورشیدی و حرارتی خورشیدی چه تفاوتی دارند؟