توان اینورتر خورشیدی معمولاً کمی کمتر از توان پنلها انتخاب می‌شود: توان پنلها را بر حدود ۱٫۱۵ (برای سامانهٔ متصل به شبکه) یا ۱٫۱ (برای هیبرید) تقسیم کنید و به اولین اندازهٔ موجود در بازار گرد کنید. مثلاً ۵٫۵ کیلووات پنل با یک اینورتر ۵ کیلووات کار میکند و ۱۱ کیلووات پنل با اینورتر ۱۰ کیلووات سه‌فاز. در این مقاله دلیل این قاعده، جدول آماده و استثناهایش را می‌بینید. اگر هنوز نمی‌دانید چند پنل لازم دارید، از محاسبه تعداد پنل خورشیدی شروع کنید.
آموزش
محاسبه توان اینورتر خورشیدی: برای پنل‌هایم اینورتر چند کیلووات لازم است؟
چرا توان اینورتر کمتر از توان پنل‌هاست؟
توان روی برچسب پنل در شرایط آزمایشگاهی (تابش ۱٬۰۰۰ وات بر مترمربع و دمای سلول ۲۵ درجه) اندازه‌گیری می‌شود. روی سقف، پنل تقریباً هیچ‌وقت به این شرایط نمی‌رسد: صبح و عصر تابش کمتر است، در گرمای ظهر تابستان راندمان پنل افت میکند، و غبار و کابل و دمای سلول هم چند درصد کم می‌کنند. پس اینورتری که دقیقاً هم‌توان پنلها باشد، بیشتر ساعت‌های عمرش زیر ظرفیت کار میکند.
به همین دلیل طراحان نسبت توان پنل به اینورتر (نسبت DC به AC) را بالاتر از یک می‌گیرند؛ بازهٔ ۱٫۱ تا ۱٫۲ رایج است. هزینه‌اش این است که در چند ساعت پرتابش ظهرهای بهار، توان پنلها کمی بیشتر از ظرفیت اینورتر می‌شود و اینورتر خروجی را در سقف خودش نگه می‌دارد (به این «بریدن توان» یا clipping می‌گویند). با نسبت‌های این بازه، انرژی از‌دست‌رفته کم است و اینورتر کوچک‌تر و ارزان‌تری می‌خرید که بیشتر وقت‌ها در محدودهٔ راندمان بالای خودش کار میکند.
فرمول محاسبه توان اینورتر
- توان پنلها را جمع بزنید: تعداد پنل × توان هر پنل. ۱۰ پنل ۵۵۰ واتی = ۵٫۵ کیلووات.
- بر نسبت DC به AC تقسیم کنید: ۱٫۱۵ برای اینورتر متصل به شبکه، ۱٫۱ برای هیبرید. ۵٫۵ ÷ ۱٫۱۵ = ۴٫۷۸ کیلووات.
- به اندازهٔ رایج بعدی گرد کنید: اندازه‌های رایج بازار ۳، ۳٫۶، ۵، ۶، ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۵، ۱۷، ۲۰، ۲۵، ۳۰، ۳۶، ۴۰، ۵۰، ۶۰، ۷۵، ۱۰۰، ۱۱۰ و ۱۲۵ کیلووات است. پس ۵ کیلووات.
- در هیبرید، بار ضروری را چک کنید: توان اینورتر هیبرید باید دست‌کم به اندازهٔ وسایلی باشد که می‌خواهید در قطعی برق هم‌زمان روشن بمانند.
جدول اینورتر مناسب برای توان‌های رایج پنل
با پنل ۵۵۰ واتی و سامانهٔ متصل به شبکه در کرمان (تعداد پنلها با رشته‌بندی هم‌اندازه گرد شده):
| توان مورد نظر | پنلها | اینورتر | نسبت DC به AC |
|---|---|---|---|
| ۳ کیلووات | ۶ پنل، ۳٫۳ کیلووات | ۳ کیلووات تک‌فاز | ۱٫۱۰ |
| ۵ کیلووات | ۱۰ پنل، ۵٫۵ کیلووات | ۵ کیلووات تک‌فاز | ۱٫۱۰ |
| ۸ کیلووات | ۱۵ پنل، ۸٫۲۵ کیلووات | ۸ کیلووات سه‌فاز | ۱٫۰۳ |
| ۱۰ کیلووات | ۲۰ پنل، ۱۱ کیلووات | ۱۰ کیلووات سه‌فاز | ۱٫۱۰ |
| ۲۰ کیلووات | ۳۹ پنل، ۲۱٫۴۵ کیلووات | ۲۰ کیلووات سه‌فاز | ۱٫۰۷ |
| ۵۰ کیلووات | ۹۵ پنل، ۵۲٫۲۵ کیلووات | ۵۰ کیلووات سه‌فاز | ۱٫۰۴ |
| ۱۰۰ کیلووات | ۱۹۰ پنل، ۱۰۴٫۵ کیلووات | ۱۰۰ کیلووات سه‌فاز | ۱٫۰۴ |
| ۲۰۰ کیلووات | ۳۸۰ پنل، ۲۰۹ کیلووات | ۲ دستگاه ۱۰۰ کیلوواتی | ۱٫۰۴ |
| ۱ مگاوات | ۱٬۸۲۴ پنل، ۱٬۰۰۳ کیلووات | ۹ دستگاه ۱۰۰ کیلوواتی | ۱٫۱۱ |
نسبت‌ها همه بین ۱ و ۱٫۲ مانده‌اند. جایی که نسبت پایین‌تر از ۱٫۱۵ است، دلیلش گرد شدن به اندازهٔ رایج بازار یا تعداد پنل‌های رشته است.
تک‌فاز یا سه‌فاز؟
- تا حدود ۶ کیلووات: اینورتر تک‌فاز، که روی انشعاب معمول خانگی نصب می‌شود.
- بین ۵ تا ۸ کیلووات: بسته به انشعاب. پیش از خرید، توان مجاز انشعاب خودتان را از شرکت توزیع بپرسید.
- بالای ۱۰ کیلووات: اینورتر تک‌فاز در این توان رایج نیست و انشعاب و اینورتر سه‌فاز لازم است.
اینورتر سه‌فاز توان را بین سه فاز پخش میکند و برای ساختمان‌های اداری، کارگاه‌ها و هر سامانه‌ای بالاتر از چند کیلووات، انتخاب پیش‌فرض است.
اینورتر هیبرید: بار ضروری مهم‌تر از توان پنل
در اینورتر هیبرید دو عدد باید هم‌زمان برقرار باشد: نسبت توان پنل به اینورتر، و توان بارهایی که در قطعی روشن می‌مانند. فرض کنید ۵٫۵ کیلووات پنل دارید ولی می‌خواهید در خاموشی کولر گازی، یخچال و پمپ آب با هم کار کنند و جمعشان ۶ کیلووات است؛ اینورتر باید ۶ کیلووات باشد، حتی اگر نسبت DC به AC به ۰٫۹۲ برسد.
موتورها (کمپرسور کولر و یخچال، پمپ آب) هنگام راه‌اندازی چند برابر توان عادی‌شان جریان می‌کشند. توان لحظه‌ای (surge) اینورتر را در دیتاشیت با همین جریان راه‌اندازی مقایسه کنید. ظرفیت باتری لازم برای همین بارها را در محاسبه باتری خورشیدی حساب کرده‌ایم.
نیروگاه‌های بزرگ: چند اینورتر به‌جای یکی
بالاتر از حدود ۱۲۵ کیلووات، به‌جای یک اینورتر بزرگ، چند اینورتر رشته‌ای ۱۰۰ کیلوواتی کنار هم گذاشته می‌شود. نیروگاه یک مگاواتی جدول بالا با ۹ اینورتر ۱۰۰ کیلوواتی بسته می‌شود. مزیت این چیدمان این است که خرابی یک اینورتر فقط یک‌نهم نیروگاه را از مدار خارج میکند و تعمیر یا تعویضش ساده‌تر است. انواع اینورتر از رشته‌ای تا مرکزی را در نقش اینورتر در نیروگاه خورشیدی مقایسه کرده‌ایم، و اینورترهای ۵۰ و ۱۰۰ کیلوواتی موجود را در فروشگاه می‌بینید.
توان کافی نیست: ولتاژ ورودی هم باید جور باشد
دو اینورتر هم‌توان ممکن است بازهٔ ولتاژ ورودی متفاوتی داشته باشند. تعداد پنل در هر رشته باید طوری باشد که ولتاژ رشته در سرمای زمستان از سقف ولتاژ اینورتر بیشتر نشود و در گرمای تابستان زیر کف بازهٔ MPPT نرود. این بررسی را در رشته‌بندی پنل خورشیدی با عدد و جدول توضیح داده‌ایم.
اینورتر خیلی بزرگ یا خیلی کوچک چه مشکلی دارد؟
- خیلی بزرگ (نسبت زیر ۱): پول بیشتری برای ظرفیتی داده‌اید که هیچ‌وقت استفاده نمی‌شود. اگر قصد دارید بعداً پنل اضافه کنید، این انتخاب منطقی است؛ وگرنه نه.
- خیلی کوچک (نسبت بالای حدود ۱٫۳): بریدن توان در ساعت‌های پرتابش زیاد می‌شود و انرژی هدر می‌رود. بعضی اینورترها حداکثر توان DC ورودی مجاز هم دارند؛ عبور از آن گارانتی را باطل میکند.
پرسش‌های پرتکرار
اینورتر ۵ کیلووات چند پنل می‌خورد؟
با نسبت ۱٫۱ تا ۱٫۱۵، حدود ۵٫۵ تا ۵٫۷۵ کیلووات پنل؛ یعنی ۱۰ پنل ۵۵۰ واتی در یک رشته. با پنل ۷۳۰ واتی، ۷ پنل (۵٫۱ کیلووات)، یا ۸ پنل (۵٫۸ کیلووات) که نسبت را به ۱٫۱۷ می‌رساند و هنوز در بازهٔ رایج است. اینورترهای ۵ کیلووات موجود را در فروشگاه ببینید.
اینورتر ۱۰ کیلووات چند پنل می‌خورد؟
حدود ۱۱ کیلووات پنل: ۲۰ پنل ۵۵۰ واتی در دو رشتهٔ ۱۰تایی، یا ۱۴ پنل ۷۳۰ واتی (۱۰٫۲ کیلووات). این توان معمولاً سه‌فاز است؛ اینورترهای ۱۰ کیلووات را در فروشگاه ببینید.
نسبت توان پنل به اینورتر چقدر باشد؟
برای سامانهٔ متصل به شبکه حدود ۱٫۱ تا ۱٫۲ و برای هیبرید حدود ۱٫۱. در نسبت‌های بالاتر، انرژی بیشتری در ساعت‌های پرتابش بریده می‌شود و ممکن است از حداکثر توان DC مجاز اینورتر بگذرید.
اینورتر هیبرید بدون باتری کار میکند؟
بیشتر اینورترهای هیبرید بدون باتری هم برق پنلها را به مصرف و شبکه میدهند، ولی مزیت اصلیشان یعنی برق پشتیبان در قطعی را بدون باتری ندارند. اگر برق پشتیبان نمیخواهید، اینورتر متصل به شبکه ارزانتر است.
توان اینورتر را از روی مصرف حساب کنم یا از روی پنل؟
در سامانهٔ متصل به شبکه از روی توان پنلها، چون اینورتر فقط برق پنل را تبدیل میکند و کمبود را شبکه میدهد. در هیبرید هر دو: نسبت توان پنل، و توان بارهایی که در قطعی باید روشن بمانند؛ هر کدام بزرگتر بود، همان ملاک است.