اینورتر خورشیدی، یک نوع مبدل است که برق تولیدی صفحات و پنلهای خورشیدی را به برق شهری یا همان برق AC تبدیل میکند. همچنین میتوان از اینورتر خورشیدی به عنوان مبدل برق ماشین نیز استفاده کرد.
اینورتر به صورت کلی وسیلهای برای تبدیل ولتاژ DC به AC است. اینورتر برق DC را از منابعی مانند باتری، پنل خورشیدی، یا سلولهای سوختی دریافت و به برق AC تبدیل میکند. برق خروجی را میتوان به هر ولتاژی که لازم باشد تبدیل کرد.
اینورترها از نظر فاز تبدیل به دو نوع عمده تک فاز و سه فاز تقسیم میشوند. همچنین از نظر شکل موج خروجی به چهار نوع زیر تقسیم میشوند:
خروجی به شکل موج مربعی
خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (معمولی)
خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (پلهای)
خروجی به شکل سینوسی خالص.
اینورترهای خورشیدی، دو نوع متصل به شبکه و مستقل از شبکه است. اینورترهای متصل به شبکه با تبدیل ولتاز DC به AC، تجهیزاتی را که با ولتاژ AC کار میکنند تغذیه میکنند. از معروفترین برندهای اینورتر متصل به شبکه میتوان SMA ،Growatt ،Steca . ،EPEVER اشاره کرد.
اینورتر خورشیدی با اینورتر یا معکوس کنندۀ منطقی که در الکترونیک و مدارات دیجیتالی به کار رفته است و برای معکوس کردن وضعیت منطقی یک ولتاژ DC بسیار جزئی در ورودی خود به کار میرود مشابه نیست. اینورتر مورد استفادۀ سیستم خورشیدی دقیقاً نقطۀ مقابل یک آداپتور AC یا منبع تغذیۀ معمولی است، چون با دریافت یک ولتاژ ۱۲ ولت DC یا بالاتر از یک یا چند باتری سرب اسیدی یا نمونههای مشابه دیگر، برق AC مورد نیاز بسیاری از دستگاهها و لوازمات برقی خانگی و صنعتی در رنج ۱۱۰ یا ۲۲۰ ولت را مهیا میکند. اینورتر خورشیدی باید دو هدف را برآورده کند:
توان ورودی DC را به جریان AC خروجی مناسب تبدیل کند که اعوجاج هارمونیکی کل کم و ضریب توان مورد قبولی داشته باشد.
حداکثر توان را از منبع نور دریافت کند.
ساختار اینورترهای خورشیدی به چهار دسته اینورتر مرکزی، اینورتر رشتهای، اینورتر چندرشتهای و میکرواینورتر یا اینورتر ماژول-یکپارچه تقسیم میشوند.
برای انتخاب اینورتر خورشیدی مناسب باید توجه داشت که این اینورتر باید بتواند از سیستم در مقابل تخلیه کامل باتری، اضافه ولتاژ باتری و دمای بالا و بیش از حد و اتصال کوتاه محافظت کند و بتواند در شرایط مختلف به طور خودکار عمل کند.
اینورتر در مدار سیستم سولار متصل به شبکه برق شهر (ON grid)
اینورترهای متصل به شبکه به دلیل این که برق تولیدی پنلهای خورشیدی، مستقیم وارد اینورتر میشود و از طرفی این برق تولیدی پنلها به دلیل تغییرات شرایط محیطی مانند شدت تابش خورشید، متغیر است، بنابراین توان برق ورودی این اینورترها یکنواخت نیست و باید از الگوی خاصی برای تبدیل برق DC به AC پیروی کنند.
وقتی در سیستمهای متصل و متکی به شبکه یا مستقل از شبکه، از اینورتر استفاده میشود، وسیلۀ مزبور با کنترل کننده کاری ندارد و مستقیماً به مجموعۀ باتریها اتصال مییابد.
عملکرد اینورتر خورشیدی
معمولاً اولین طبقۀ این وسیله، با استفاده از یک مبدل DC به DC، ولتاژ ۱۲ ولتی و مستقیم ورودی را به ولتاژ DC بالاتری تبدیل میکند. سپس به کمک یک مدار سوئیچینگ، این ولتاژ DC جای خود را به یک ولتاژ AC یا متناوب با شکل موج سینوسی داده و یک شکل موج تقریباً سینوسی شبیه سازی میشود.
انواع اینورتر خورشیدی با توجه به طرز قرار گرفتن اینورترها در ماژولها به چهار دسته تقسیم میشود:
اینورتر مرکزی
متداولترین نوع اینورتر خورشیدی در سیستمهای بزرگ است و عموماً اینورترهای خورشیدی مرکزی سه فاز هستند. این اینورتر چندین پنل خورشیدی را به هم متصل میکند و نصب نسبتاً ساده و کم هزینهای دارد. اما قابلیت ارتقا زیادی ندارد و در تابش کم بهره وری خوبی نخواهد داشت.
اینورتر رشتهای
اینورتر خورشیدی رشتهای کاربرد تجاری و مسکونی دارد. در اینورتر رشتهای یک رشته از صفحههای خورشیدی به اینورتر وصل شده است. در پنلهای خورشیدی در صورتی که تابشهای متفاوتی دریافت شود جریان ایجاد شده در آنها متفاوت خواهد بود و اتصال موازی بین رشتهها باعث عدم تطابق میشود. اما در اینورتر رشتهای این مسئله حل میشود.
اینورتر چند رشتهای
اینورتر چند رشتهای در واقع اینورتر رشتهای توسعه یافته است. در اینورتر چند رشتهای میتوان هر رشته را به طور جداگانه کنترل کرد.
به علاوه اینورتر خورشیدی از نظر شکل موج خروجی به چهار دسته تقسیم میشود:
خروجی به شکل موج مربعی
خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (معمولی)
خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (پلهای)
خروجی به شکل سینوسی خالص
برای سیستمهای خورشیدی از اینورتر خورشیدی سینوسی خالص استفاده میشود، اما اگر قصد داشته باشیم روشنایی یا برق دوربین مدار بسته را تأمین کنیم میتوانیم از اینورترهای شبه سینوسی استفاده کنیم.
میکرواینورترها اخیراً موضوع میکرو اینورترها با توجه به مزایای نسبی که در مقایسه با سایر موارد دارد، مورد توجه بوده است. میکرو اینورترها در واقع به نوعی ماژول AC است که اگر بخواهیم توضیح مختصری در مورد آن بدهیم باید گفت این ماژول ترکیبی از یک سلول خورشیدی و یک اینورتر الکترونیک قدرت است و با اتصال به شبکه، نور را به برق تبدیل میکند. به طور معمول مدار در یک جعبه آلومینیومی کوچک به پشت ماژول خورشید