مرحله چهارم – طراحی اینورتر
همانطور که برای طراحی باتری نیاز به اندازه گیری انرژی مصرفی در طول یک شبانه روز است، برای طراحی اینورتر نیز نیاز به جمع توان وسایل الکتریکی است که به صورت همزمان با یکدیگر کار می کنند. برای مثال ممکن است ۱۰ دستگاه در یک نیروگاه خورشیدی به عنوان مصرف کننده فعالیت کنند اما در لحظه فقط ۳ مورد از آن ها فعال باشند. به همین منظور توان اینورتر را متناسب با این موارد در نظر خواهیم گرفت.
به طور مثال یک واحد مسکونی را در نظر بگیرید. این واحد مسکونی دارای تجهیزات زیر است:
- یخچال ۱۲ فوت
- تلویزیون ۴۰ اینچ
- ۵ عدد لامپ ۱۵ وات
- دوربین مداربسته
- پمپ آب ۰.۵ اسب
در این سیستم به دلیل وجود یخچال و پمپ توان مصرفی تلویزیون، لامپ و دوربین مدار بسته بسیار کمتر است و در نتیجه توان مصرفی یخچال و پمپ در انتخاب اینورتر تاثیر گذار است. به طور معمول یخچال در طول ۲۴ ساعت شبانه روز به برق است و ممکن است کمپرسور آن در هر ساعت از شبانه روز فعال شود.
پمپ نیز اگر برای تنظیم فشار آب استفاده شود، ممکن است در هر ساعت از شبانه روز روشن شود. توان پمپ نیم اسب بخار معادل ۳۷۵ وات است. یخچال ۱۲ فوت نیز به طور معمول دارای کمپرسور ۲۰۰ واتی است. از جمع ۲۰۰ وات با ۳۷۵ وات عدد ۵۷۵ وات بدست می آید. به طور معمول پمپ و کمپرسور دارای توان راه انداز هستند که این عدد بالاتر از توان نامی موتور است. توصیه می شود بین ۲ تا سه برابر توان مصرفی را به عنوان اینورتر در نظر بگیریم که در این حالت نیاز به یک اینورتر ۱۵۰۰ وات تمام سینوسی است.
نکته آخر در مورد اینورتر، ولتاژ اینورتر است که دقیقا همان ولتاژ ترکیب باتری یا همان ولتاژ شارژکنترلر است.
مرحله آخر – سایر تجهیزات
پس از طراحی ۴ قطعه اصلی از نیروگاه خورشیدی، لازم است سایر تجهیزات نیروگاه خورشیدی را انتخاب نمود. سایر تجهیزات را می توان به دو دسته زیر تقسیم کرد:
- سازه پنل خورشیدی
- تجهیزات الکتریکال و حفاظتی
منظور از سازه پنل خورشیدی همان پایه نگهدارنده است. پایه ها به طور معمول دو نوع زمینی – پشت بامی و سازه مخصوص سطح شیروانی است. پنل های خورشیدی به طور معمول و در کشور ایران با زاویه ۳۰ درجه نسبت به سطح زمین و رو به جنوب قرار می گیرند. در صورتی که ساختمان دارای سطح شیروانی رو به جنوب و با زاویه مناسب باشد، سازه مخصوص سطح شیروانی توصیه می شود. در غیر این صورت باید سازه روی سطح زمین استفاده شود.
برای اتصال هر کدام از تجهیزات نیروگاه خورشیدی از سیم یا کابل معمولی استفاده می شود. در جدول آخر این فایل، قطر سیم مورد نیاز ذکر شده است. همچنین برای حفاظت بیشتر سیستم خورشیدی از چند فیوز حفاظتی استفاده می شود. به طور معمول یک کلید مینیاتوری به منظور حفاظت از اینورت در خروجی نیروگاه خورشیدی نصب می گردد. همچنین می توان از فیوز سیلندری نوع gPV به منظور حفاظت از پنل خورشیدی در مقابل جریان برگشتی شارژکنترلر استفاده نمود که در سیستم های کوچک توصیه نمی شود.
به طور معمول شارژکنترلر ها دارای فیوز های حفاظتی هستند اما در سیستم های بزرگ توصیه می شود از چند فیوز حفاظتی بیشتر استفاده شود.
