บทบาทและหลักการทำงานของอินเวอร์เตอร์ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

เมื่อระบบจ่ายไฟสาธารณะถูกตัดการเชื่อมต่อ ฝั่งกริดจะเกิดภาวะลัดวงจร ในเวลานี้อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดจะได้รับการป้องกันโดยอัตโนมัติจากภาวะโอเวอร์โหลด เมื่อไมโครโปรเซสเซอร์ตรวจพบภาวะโอเวอร์โหลด นอกจากจะบล็อกสัญญาณ SPWM แล้ว มันยังตัดการเชื่อมต่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดอีกด้วย ในเวลานี้ หากแผงแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์มีพลังงานขาออก อินเวอร์เตอร์จะทำงานในสถานะการทำงานแยกต่างหาก การควบคุมค่อนข้างง่ายเมื่อทำงานเพียงอย่างเดียว นั่นคือ สถานะป้อนกลับเชิงลบของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ไมโครโปรเซสเซอร์จะตรวจจับแรงดันขาออกของอินเวอร์เตอร์และเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง (ปกติคือ 220V) จากนั้นจึงควบคุมรอบการทำงานของ PWM เอาต์พุตเพื่อให้อินเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างเสถียรและมีเสถียรภาพ

• แน่นอนว่าหลักการของการทำงานเพียงอย่างเดียวคือแผงโซลาร์เซลล์สามารถจ่ายพลังงานได้เพียงพอในขณะนั้น หากโหลดมีขนาดใหญ่เกินไปหรือสภาพแสงแดดไม่เพียงพอ อินเวอร์เตอร์จะไม่สามารถจ่ายพลังงานได้เพียงพอ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลง ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขาออกลดลงและเข้าสู่สถานะป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำ เมื่อระบบไฟฟ้ากลับมาทำงานอีกครั้ง ระบบจะสลับไปยังสถานะฟื้นฟูโดยอัตโนมัติ

• อินเวอร์เตอร์ไม่เพียงแต่มีฟังก์ชันการแปลง DC เป็น AC เท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์และฟังก์ชันการป้องกันความล้มเหลวของระบบอีกด้วย โดยสรุปแล้ว อินเวอร์เตอร์มีฟังก์ชันการทำงานและการปิดระบบอัตโนมัติ ฟังก์ชันควบคุมการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุด ฟังก์ชันป้องกันการทำงานแบบเดี่ยว (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด) ฟังก์ชันปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด) ฟังก์ชันตรวจจับ DC (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด) และฟังก์ชันตรวจจับ DC กราวด์ (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด)

หลังจากพระอาทิตย์ขึ้นในตอนเช้า ความเข้มของแสงอาทิตย์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย เมื่อกำลังไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์ต้องการถึงระดับที่กำหนด อินเวอร์เตอร์จะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ หลังจากเริ่มทำงาน อินเวอร์เตอร์จะตรวจสอบกำลังไฟฟ้าที่จ่ายออกจากส่วนประกอบของเซลล์แสงอาทิตย์ตลอดเวลา ตราบใดที่กำลังไฟฟ้าที่จ่ายออกจากส่วนประกอบของเซลล์แสงอาทิตย์มากกว่ากำลังไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์ต้องการ อินเวอร์เตอร์จะยังคงทำงานต่อไป และจะหยุดทำงานจนกระทั่งพระอาทิตย์ตกดิน แม้ในวันที่มีเมฆมากหรือฝนตก อินเวอร์เตอร์ก็สามารถทำงานได้เช่นกัน เมื่อกำลังไฟฟ้าที่จ่ายออกจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ลดลงและกำลังไฟฟ้าที่จ่ายออกจากอินเวอร์เตอร์ใกล้ศูนย์ อินเวอร์เตอร์จะเข้าสู่สถานะสแตนด์บาย

เอาต์พุตของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะแตกต่างกันไปตามความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์และอุณหภูมิของตัวโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เอง (อุณหภูมิชิป) นอกจากนี้ เนื่องจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์มีคุณสมบัติที่แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น จึงมีจุดทำงานที่เหมาะสมที่สุดที่สามารถรับพลังงานได้สูงสุด ความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์กำลังเปลี่ยนแปลง จุดทำงานที่ดีที่สุดก็เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย เมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ จุดทำงานของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะอยู่ที่จุดกำลังสูงสุดเสมอ และระบบจะได้รับพลังงานสูงสุดจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เสมอ การควบคุมแบบนี้เรียกว่าการควบคุมการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุด คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คือฟังก์ชันการติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (MPPT)

ก่อนที่อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดจะผลิตไฟฟ้า จะต้องดึงพลังงานจากกริด ตรวจจับแรงดันไฟฟ้า ความถี่ ลำดับเฟส ฯลฯ จากนั้นจะเชื่อมต่อกับกริดเพื่อผลิตไฟฟ้า

เมื่อเกิดอุบัติเหตุหรือการรบกวนระบบไฟฟ้าทำให้แรงดันไฟฟ้าตกที่จุดที่เชื่อมต่อกับกริดของสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าตกที่กำหนดและภายในช่วงเวลาที่กำหนด สถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถรับประกันการทำงานต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องหลุดจากกริด

ในระหว่างการผลิตไฟฟ้าตามปกติ ระบบผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่และส่งกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริงไปยังโครงข่ายไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เมื่อโครงข่ายไฟฟ้าดับ ระบบผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อาจยังคงทำงานต่อไปได้และทำงานโดยอิสระจากโหลดภายใน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์เกาะ (Island Effect) เมื่ออินเวอร์เตอร์เกิดปรากฏการณ์เกาะ จะก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อความปลอดภัยส่วนบุคคล การทำงานของโครงข่ายไฟฟ้า และตัวอินเวอร์เตอร์เอง ดังนั้น มาตรฐานอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าจึงกำหนดว่าอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะต้องมีฟังก์ชันการตรวจจับและควบคุมปรากฏการณ์เกาะ