مقایسه کامل اینورتر، سانورتر، باتری و شارژ کنترلر
یکی از رایجترین سوالات خریداران تجهیزات خورشیدی این است که تفاوت سیستمهای آنگرید (On-Grid) و آفگرید (Off-Grid) چیست و آیا تجهیزات این دو سیستم خورشیدی آنگرید و آفگرید با یکدیگر تفاوت دارند یا خیر؟
اگرچه هر دو سیستم از پنلهای خورشیدی برای تولید برق استفاده میکنند، اما نحوه مدیریت انرژی، ذخیرهسازی برق و تجهیزات مورد استفاده در آنها کاملاً متفاوت است. بسیاری از افراد تصور میکنند تنها تفاوت این دو سیستم وجود یا عدم وجود باتری است، در حالی که تقریباً تمامی تجهیزات اصلی از جمله اینورتر، شارژ کنترلر، تجهیزات حفاظتی و حتی نحوه سیمکشی در این دو سیستم متفاوت است.
در این مقاله به صورت تخصصی تمامی تجهیزات مورد استفاده در سیستمهای آنگرید و آفگرید را بررسی و مقایسه خواهیم کرد.
تفاوت ساختار کلی سیستم آنگرید و آفگرید
سیستم آنگرید به شبکه برق سراسری متصل است و شبکه نقش منبع تأمین و ذخیره انرژی را ایفا میکند. هر زمان تولید پنلها کافی نباشد، انرژی از شبکه دریافت میشود و در صورت تولید مازاد، انرژی به شبکه تزریق خواهد شد.
در مقابل، سیستم آفگرید هیچ وابستگی به شبکه برق ندارد. تمام انرژی تولید شده باید در باتری ذخیره شده و در زمان مورد نیاز مصرف شود. به همین دلیل تجهیزات مدیریت انرژی در سیستم آفگرید بسیار گستردهتر و پیچیدهتر هستند.
مقایسه پنل خورشیدی در سیستم آنگرید و آفگرید
جالب است بدانید پنل خورشیدی تنها تجهیزی است که تقریباً در هر دو سیستم یکسان است.
در هر دو نوع سیستم میتوان از:
– پنل مونوکریستال
– پنل پلیکریستال
– پنل N-Type
– پنل TOPCon
– پنل Half Cell
استفاده کرد. اما تفاوت در نحوه آرایش پنلها و ولتاژ کاری آنهاست.
در سیستمهای آنگرید معمولاً رشتههای پنل با ولتاژهای بسیار بالا طراحی میشوند و ولتاژ ورودی اینورتر میتواند به 600 تا 1100 ولت DC برسد.
در سیستمهای آفگرید معمولاً ولتاژ آرایه خورشیدی کمتر بوده و متناسب با محدوده MPPT سانورتر یا شارژ کنترلر انتخاب میشود.
تفاوت اینورتر آنگرید و آفگرید
مهمترین تفاوت تجهیزات این دو سیستم در بخش اینورتر است.
اینورتر آنگرید
اینورتر آنگرید وظیفه دارد برق DC پنلها را به برق AC تبدیل کرده و آن را با شبکه برق همگامسازی کند.
ویژگیهای اصلی:
– قابلیت تزریق برق به شبکه
– دارای سیستم Anti-Islanding
– بدون خروجی باتری
– راندمان بالا (معمولاً 97 تا 99 درصد)
– عدم توانایی کار در زمان قطع شبکه
اینورتر آنگرید به تنهایی قادر به تأمین برق مصرفکننده در زمان قطع برق نیست زیرا مرجع ولتاژ و فرکانس خود را از شبکه دریافت میکند.
اینورتر آفگرید
اینورتر آفگرید به گونهای طراحی شده که خود تولیدکننده ولتاژ و فرکانس خروجی باشد.
ویژگیهای اصلی:
– عملکرد مستقل از شبکه
– اتصال مستقیم به باتری
– قابلیت راهاندازی بارهای مصرفی
– امکان استفاده از ژنراتور
– شارژ باتری در بسیاری از مدلها
برخلاف مدلهای آنگرید، این دستگاهها حتی در نبود شبکه برق نیز به فعالیت خود ادامه میدهند.
تفاوت سانورتر و اینورتر آنگرید
یکی از اشتباهات رایج بازار، یکسان دانستن سانورتر و اینورتر آنگرید است.
سانورتر در واقع ترکیبی از چند تجهیز است:
– اینورتر آفگرید- شارژ کنترلر MPPT- شارژر AC- سیستم مدیریت باتری
در حالی که اینورتر آنگرید صرفاً وظیفه تبدیل انرژی و تزریق آن به شبکه را برعهده دارد.
به همین دلیل سانورترها معمولاً ابعاد بزرگتر، امکانات بیشتر و قیمت بالاتری دارند.
تفاوت شارژ کنترلر در سیستم آنگرید و آفگرید
سیستم آنگرید
در سیستم آنگرید معمولاً شارژ کنترلر مستقل وجود ندارد.
دلیل این موضوع عدم استفاده از باتری است.
در این سیستم مدار MPPT مستقیماً داخل اینورتر تعبیه شده و انرژی پنلها را مدیریت میکند.
سیستم آفگرید
در سیستم آفگرید شارژ کنترلر یکی از اصلیترین تجهیزات سیستم محسوب میشود.
وظایف شارژ کنترلر:
– شارژ باتری
– جلوگیری از شارژ بیش از حد
– جلوگیری از دشارژ عمیق
– افزایش عمر باتری
– استخراج حداکثر توان پنل
در سیستمهای جدید این بخش اغلب در داخل سانورتر قرار دارد.
تفاوت باتری در سیستم آنگرید و آفگرید
باتری بزرگترین تفاوت میان این دو سیستم است.
آنگرید
در سیستم آنگرید معمولاً هیچ باتری وجود ندارد.
شبکه برق نقش ذخیرهکننده انرژی را ایفا میکند.
این موضوع باعث کاهش قابل توجه هزینه پروژه میشود.
آفگرید
در سیستم آفگرید باتری بخش اصلی سیستم محسوب میشود.
باتری وظیفه دارد:
– ذخیره انرژی روز- تأمین انرژی شب- تأمین برق در هوای ابری- مدیریت بارهای اضطراری
را انجام دهد.
در بسیاری از پروژههای آفگرید، بیش از 40 درصد هزینه کل سیستم مربوط به بانک باتری است.
اشتباهات رایج در انتخاب سیستم خورشیدی آنگرید و آفگرید
انتخاب میان سیستم خورشیدی آنگرید و آفگرید یکی از مهمترین تصمیمات در طراحی نیروگاه خورشیدی است. متأسفانه بسیاری از کاربران و حتی برخی مجریان تازهکار بدون بررسی دقیق شرایط پروژه اقدام به انتخاب تجهیزات میکنند و در نتیجه با افزایش هزینه، کاهش راندمان یا حتی خرابی تجهیزات مواجه میشوند.
در ادامه مهمترین اشتباهات رایج در انتخاب سیستمهای آنگرید و آفگرید را بررسی میکنیم.
اشتباه اول: انتخاب سیستم آفگرید در حالی که برق شبکه در دسترس است.
یکی از رایجترین اشتباهات، استفاده از سیستم آفگرید در مناطقی است که شبکه برق پایدار و در دسترس وجود دارد.
بسیاری از افراد تصور میکنند آفگرید بودن به معنای پیشرفتهتر بودن سیستم است؛ در حالی که در اکثر پروژههای شهری، استفاده از سیستم آنگرید از نظر اقتصادی بسیار منطقیتر است.
در سیستم آفگرید هزینههای زیر به پروژه اضافه میشود:
– خرید باتری
– خرید سانورتر
– تجهیزات حفاظت باتری
– تعویض دورهای باتری
– نگهداری بیشتر
بنابراین اگر هدف تنها کاهش هزینه برق مصرفی باشد، سیستم آنگرید معمولاً انتخاب مناسبتری خواهد بود.
اشتباه دوم: انتخاب سیستم آنگرید برای مکانهایی با قطعی برق مکرر
برخی کاربران تصور میکنند پس از نصب پنل خورشیدی، در زمان قطع برق نیز انرژی مورد نیاز آنها تأمین خواهد شد.
این تصور اشتباه است.
اینورترهای آنگرید هنگام قطع برق شبکه خاموش میشوند و حتی اگر پنلها در حال تولید انرژی باشند نیز خروجی نخواهند داشت.
در مناطقی که قطعی برق زیاد است بهتر است از:
– سیستم آفگرید
– سیستم هیبریدی
– سانورتر مجهز به باتری
استفاده شود.
اشتباه سوم: کوچک انتخاب کردن ظرفیت باتری
بسیاری از کاربران هنگام طراحی سیستم آفگرید تنها توان مصرفی تجهیزات را در نظر میگیرند و مدت زمان استفاده از آنها را محاسبه نمیکنند.
برای مثال ممکن است یک مصرفکننده روزانه 5 کیلووات ساعت انرژی نیاز داشته باشد اما باتری نصب شده تنها توان ذخیره 2 کیلووات ساعت را داشته باشد.
نتیجه این اشتباه:
– تخلیه عمیق باتری
– کاهش عمر باتری
– خاموش شدن مکرر سیستم
خواهد بود.
اشتباه چهارم: انتخاب نادرست ولتاژ سیستم
استفاده از سیستم 12 ولت برای بارهای سنگین یکی از متداولترین اشتباهات پروژههای آفگرید است.
با افزایش توان مصرفی، جریان نیز افزایش پیدا میکند و در نتیجه:
– افت ولتاژ افزایش مییابد.
– کابل ضخیمتری نیاز خواهد بود.
– تلفات انرژی بیشتر میشود.
– راندمان کاهش پیدا میکند.
برای توانهای بالا معمولاً سیستمهای 24 یا 48 ولت انتخاب مناسبتری هستند.
اشتباه پنجم: توجه نکردن به جریان راهاندازی تجهیزات
برخی وسایل مانند:
– کولر- پمپ آب- یخچال- کمپرسور
در لحظه استارت چند برابر توان نامی خود جریان میکشند.
در بسیاری از پروژهها مشاهده میشود که توان نامی اینورتر کافی است اما توان لحظهای آن برای راهاندازی بار مناسب نیست.
در نتیجه اینورتر وارد خطا شده یا خاموش میشود.
اشتباه ششم: استفاده از باتری نامناسب
همه باتریها برای سیستم خورشیدی طراحی نشدهاند.
استفاده از باتری خودرو در پروژههای خورشیدی یکی از اشتباهات رایج است.
باتریهای استارتی برای تخلیه عمیق طراحی نشدهاند و به سرعت آسیب میبینند.
برای سیستمهای خورشیدی باید از باتریهای:
– Deep Cycle- AGM- GEL- LiFePO4
استفاده شود.
اشتباه هفتم: انتخاب سانورتر یا اینورتر صرفاً بر اساس قیمت
گاهی کاربران ارزانترین تجهیز موجود را انتخاب میکنند.
اما کیفیت MPPT، کیفیت شکل موج خروجی، راندمان تبدیل انرژی، توان لحظهای و کیفیت قطعات داخلی تأثیر مستقیمی بر عملکرد کل سیستم دارد.
در بسیاری از موارد خرید یک تجهیز ارزان باعث تحمیل هزینههای چند برابری در آینده خواهد شد.
جمعبندی
بزرگترین اشتباه در انتخاب سیستم خورشیدی این است که بدون تحلیل شرایط پروژه اقدام به خرید تجهیزات شود. بررسی میزان مصرف انرژی، دسترسی به شبکه برق، ساعات قطعی برق، بودجه پروژه و برنامه توسعه آینده باید پیش از انتخاب سیستم آنگرید یا آفگرید انجام شود. طراحی صحیح در ابتدای پروژه میتواند از هزینههای سنگین و مشکلات فنی در سالهای آینده جلوگیری کند.
سلام