บทบาทของอินเวอร์เตอร์ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร? บทบาทของอินเวอร์เตอร์ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

หลักการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก คือ เทคโนโลยีที่แปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง โดยใช้ปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิกของพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ ส่วนประกอบสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์จะถูกบรรจุและป้องกันในแบบอนุกรมเพื่อสร้างโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ จากนั้นจึงรวมเข้ากับตัวควบคุมพลังงานหรืออุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อสร้างอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ กระบวนการทั้งหมดนี้เรียกว่าระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วย แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ชุดแบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จและการคายประจุ อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ กล่องรวมสาย และอุปกรณ์อื่น ๆ

เหตุใดจึงต้องใช้อินเวอร์เตอร์ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์?

อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ เซลล์แสงอาทิตย์จะสร้างพลังงานกระแสตรงเมื่อได้รับแสงแดด และพลังงานกระแสตรงที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ก็เป็นพลังงานกระแสตรงเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ระบบจ่ายไฟกระแสตรงมีข้อจำกัดมากมาย อุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ โทรทัศน์ ตู้เย็น และพัดลมไฟฟ้าในชีวิตประจำวันไม่สามารถใช้พลังงานจากกระแสตรงได้ เพื่อให้การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สามารถนำมาใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างแพร่หลาย อินเวอร์เตอร์ที่สามารถแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนสำคัญของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ โดยมีหน้าที่หลักในการแปลงกระแสตรงที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นกระแสสลับ อินเวอร์เตอร์ไม่เพียงแต่มีหน้าที่แปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับเท่านั้น แต่ยังมีหน้าที่เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ให้สูงสุด และมีหน้าที่ป้องกันความผิดพลาดของระบบด้วย ต่อไปนี้เป็นการแนะนำโดยย่อเกี่ยวกับการทำงานอัตโนมัติและการปิดระบบของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงฟังก์ชันควบคุมการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุด

1. ฟังก์ชันควบคุมการติดตามกำลังสูงสุด

กำลังไฟฟ้าที่ได้จากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะแปรผันตามความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์และอุณหภูมิของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เอง (อุณหภูมิของชิป) นอกจากนี้ เนื่องจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์มีลักษณะที่ว่าแรงดันไฟฟ้าจะลดลงเมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น จึงมีจุดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดซึ่งสามารถให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ ความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไป และแน่นอนว่าจุดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดก็เปลี่ยนแปลงไปด้วยเช่นกัน เมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ จุดการทำงานของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะอยู่ที่จุดกำลังไฟฟ้าสูงสุดเสมอ และระบบจะได้รับกำลังไฟฟ้าสูงสุดจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เสมอ การควบคุมนี้เรียกว่าการควบคุมการติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (MPPT) คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของอินเวอร์เตอร์สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์คือการมีฟังก์ชันการติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (MPPT)

2. การทำงานอัตโนมัติและฟังก์ชันหยุดการทำงาน

หลังจากพระอาทิตย์ขึ้นในตอนเช้า ความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และกำลังการผลิตของแผงโซลาร์เซลล์ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน เมื่อกำลังการผลิตถึงระดับที่อินเวอร์เตอร์ต้องการ อินเวอร์เตอร์จะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ หลังจากเริ่มทำงานแล้ว อินเวอร์เตอร์จะตรวจสอบกำลังการผลิตของแผงโซลาร์เซลล์ตลอดเวลา ตราบใดที่กำลังการผลิตของแผงโซลาร์เซลล์มากกว่ากำลังการผลิตที่อินเวอร์เตอร์ต้องการ อินเวอร์เตอร์จะทำงานต่อไปเรื่อยๆ จนกว่าจะถึงเวลาพระอาทิตย์ตกดิน แม้ว่าจะมีเมฆมากและฝนตก อินเวอร์เตอร์ก็ยังสามารถทำงานได้ เมื่อกำลังการผลิตของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงและกำลังการผลิตของอินเวอร์เตอร์ใกล้เคียงกับ 0 อินเวอร์เตอร์จะเข้าสู่โหมดสแตนด์บาย

นอกจากสองฟังก์ชันที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว อินเวอร์เตอร์สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีฟังก์ชันป้องกันการทำงานแบบอิสระ (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า) ฟังก์ชันปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า) ฟังก์ชันตรวจจับกระแสตรง (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า) และฟังก์ชันตรวจจับการต่อลงดินของกระแสตรง (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า) และฟังก์ชันอื่นๆ อีกมากมาย ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความจุของเซลล์แสงอาทิตย์และความจุของแบตเตอรี่