อินเวอร์เตอร์เป็นตัวควบคุมส่วนกลางของระบบโฟโตวอลตาอิคซึ่งมีบทบาทสำคัญในการทำงานและการส่งออกของระบบทั้งหมด เมื่อระบบมีปัญหา เช่น สแตนด์บาย ปิดเครื่อง แจ้งเตือน ขัดข้อง การผลิตพลังงานไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง การตรวจสอบข้อมูลหยุดชะงัก เป็นต้น เจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการและบำรุงรักษาจะเริ่มต้นจากอินเวอร์เตอร์โดยไม่รู้ตัวเพื่อค้นหาสาเหตุและวิธีแก้ไข จากการสื่อสารในชีวิตประจำวัน พบว่าแม้ว่าระบบโฟโตวอลตาอิคแบบกระจายจะพัฒนาอย่างรวดเร็วมาหลายปีแล้ว แต่ยังคงมีความเข้าใจผิดทั่วไปเกี่ยวกับอินเวอร์เตอร์อยู่หลายประการ มาพูดคุยกันในวันนี้
01 แรงดันขาออกของอินเวอร์เตอร์?
พารามิเตอร์ "แรงดันไฟขาออก AC" สามารถพบได้ง่ายในแผ่นข้อมูลจำเพาะของอินเวอร์เตอร์แต่ละยี่ห้อ ถือเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการกำหนดลักษณะเกรดของอินเวอร์เตอร์ หากพูดให้เข้าใจง่าย แรงดันไฟขาออก AC ดูเหมือนจะหมายถึงค่าแรงดันไฟขาออกโดยด้าน AC ของอินเวอร์เตอร์ จริงๆ แล้ว นี่เป็นความเข้าใจผิด
"แรงดันไฟขาออก AC" ไม่ใช่แรงดันไฟขาออกของอินเวอร์เตอร์เอง อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่มีคุณสมบัติของแหล่งจ่ายกระแส เนื่องจากต้องเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า (Utility) เพื่อส่งหรือจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นอย่างปลอดภัย อินเวอร์เตอร์จะตรวจจับแรงดันไฟ (V) และความถี่ (F) ของโครงข่ายที่เชื่อมต่ออยู่เสมอระหว่างการทำงาน ไม่ว่าพารามิเตอร์ทั้งสองนี้จะซิงโครไนซ์หรือเหมือนกันกับโครงข่ายหรือไม่ จะกำหนดว่าโครงข่ายจะรับพลังงานไฟฟ้าขาออกของอินเวอร์เตอร์ได้หรือไม่ เพื่อที่จะส่งออกค่ากำลังไฟฟ้าที่กำหนด (P=UI) อินเวอร์เตอร์จะคำนวณว่าสามารถส่งออกต่อไปได้หรือไม่และจะส่งออกเท่าใดโดยอิงจากแรงดันไฟของโครงข่าย (จุดเชื่อมต่อโครงข่าย) ที่ตรวจพบในแต่ละช่วงเวลา สิ่งที่ส่งออกไปยังโครงข่ายจริงในที่นี้คือกระแส (I) และขนาดของกระแสจะถูกปรับตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟ
หากใช้ความจำเป็นในการแปลง 10KW เป็นตัวอย่าง หากแรงดันไฟฟ้าของกริดคือ 400V ค่ากระแสที่จำเป็นต้องส่งออกโดยอินเวอร์เตอร์ในขณะนี้คือ: 10000÷400÷1.732≈14.5A เมื่อแรงดันไฟฟ้าของกริดผันผวนเป็น 430V ในช่วงเวลาถัดไป กระแสเอาต์พุตที่ต้องการจะถูกปรับเป็น 13.4A ในทางตรงกันข้าม เมื่อแรงดันไฟฟ้าของกริดลดลง อินเวอร์เตอร์จะเพิ่มค่ากระแสเอาต์พุตตามลำดับ มีสองประเด็นที่ควรทราบ: ① แรงดันไฟฟ้าของกริดไม่สามารถคงอยู่ที่ค่าคงที่ได้ แต่จะผันผวนอยู่เสมอ ② ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าของกริดที่อินเวอร์เตอร์ตรวจพบจะต้องมีช่วง หากแรงดันไฟฟ้าจริงของกริดผันผวนเกินช่วงนี้ อินเวอร์เตอร์จะต้องตรวจจับแบบเรียลไทม์และรายงานข้อผิดพลาดและหยุดเอาต์พุตจนกว่าแรงดันไฟฟ้าของกริดจะกลับคืนมา วัตถุประสงค์ของสิ่งนี้คือเพื่อปกป้องความปลอดภัยของเครื่องใช้ไฟฟ้าและบุคลากรในสายเดียวกันในสถานีย่อย
ในกรณีนี้ เหตุใดจึงไม่เปลี่ยนชื่อพารามิเตอร์นี้ เหตุผลหลักคืออุตสาหกรรมได้ปฏิบัติตามแนวทางเดียวกันนี้มาหลายปีแล้ว ทุกคนเรียกมันแบบนี้ ในเวลาเดียวกัน เพื่อให้สอดคล้องกับกระแสเอาต์พุต จึงเรียกแบบนี้
02 อินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องติดตั้งระบบป้องกันการเกาะติดหรือไม่?
คำตอบคือใช่แน่นอน ไม่มีข้อสงสัย อาจกล่าวได้ว่าเหตุผลที่อินเวอร์เตอร์สามารถเรียกว่าอินเวอร์เตอร์ได้ก็เพราะว่ามันมีระบบป้องกันการเกาะกระแส ลองนึกภาพดู: ถ้าอินเวอร์เตอร์ให้ด้าน DC ป้อนไฟฟ้าได้ แต่ด้าน AC ไม่สามารถส่งออกได้ ประจุจำนวนมากจะไปที่ใด อินเวอร์เตอร์เองไม่ใช่อุปกรณ์จัดเก็บและไม่สามารถเก็บประจุจำนวนมากได้ ดังนั้นจึงยังคงต้องส่งออก เมื่อเกิดการเกาะกระแส ก็คือเมื่อการส่งและการจ่ายไฟฟ้าตามปกติของโครงข่ายไฟฟ้าถูกขัดจังหวะด้วยเหตุผลบางประการ เมื่อประจุจำนวนมากเข้าสู่สายส่งไฟฟ้าตามเส้นทางเดิม หากมีเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาไฟฟ้าทำงานอยู่ในขณะนี้ ผลที่ตามมาจะเลวร้ายมาก ดังนั้น หากระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะต้องซิงโครไนซ์กับโครงข่ายไฟฟ้าอยู่เสมอ จะต้องมีฟังก์ชันป้องกันการเกาะกระแส (Anti-Islanding)
จะบรรลุผลได้อย่างไร? จุดสำคัญในการป้องกันเอฟเฟกต์ไอแลนดิงยังคงเป็นการตรวจจับไฟฟ้าดับในโครงข่ายไฟฟ้า โดยทั่วไปจะใช้วิธีตรวจจับ "เอฟเฟกต์ไอแลนดิง" สองวิธี คือ แบบพาสซีฟหรือแบบแอ็คทีฟ ไม่ว่าจะใช้วิธีตรวจจับใด เมื่อได้รับการยืนยันว่าโครงข่ายไฟฟ้าไม่มีไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์จะหยุดทำงานภายในเวลาตอบสนองที่กำหนด ค่าการตอบสนองที่กำหนดไว้ในข้อบังคับในปัจจุบันอยู่ภายใน 2 วินาที
03 ยิ่งแรงดันไฟ DC สูงเท่าไหร่ การผลิตไฟฟ้าก็จะดีขึ้นเท่านั้นใช่หรือไม่?
ไม่จริง ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการ MPPT ของอินเวอร์เตอร์ มีค่าแรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการที่กำหนด เมื่อค่าแรงดันไฟฟ้าของสตริง DC อยู่ที่หรือใกล้กับค่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของอินเวอร์เตอร์ นั่นคือ ในช่วงแรงดันไฟฟ้า MPPT โหลดเต็ม อินเวอร์เตอร์สามารถส่งออกค่าพลังงานที่กำหนดได้ หากแรงดันไฟฟ้าของสตริงสูงหรือต่ำเกินไป แรงดันไฟฟ้าของสตริงจะอยู่ห่างจากค่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด/ช่วงที่อินเวอร์เตอร์กำหนดไว้มาก และประสิทธิภาพการส่งออกจะลดลงอย่างมาก ประการแรก ความเป็นไปได้ในการส่งออกพลังงานที่กำหนดจะถูกตัดออก ซึ่งไม่เป็นที่ต้องการ ประการที่สอง หากแรงดันไฟฟ้าของสตริงต่ำเกินไป วงจร Boost ของอินเวอร์เตอร์จะต้องเคลื่อนที่บ่อยครั้งเพื่อทำงานอย่างต่อเนื่อง และความร้อนอย่างต่อเนื่องทำให้พัดลมภายในทำงานอย่างต่อเนื่อง ซึ่งในที่สุดนำไปสู่การสูญเสียประสิทธิภาพ หากแรงดันไฟฟ้าของสตริงสูงเกินไป ไม่เพียงแต่จะไม่ปลอดภัย แต่ยังจำกัดเส้นโค้งเอาต์พุต IV ของส่วนประกอบ ทำให้กระแสเล็กลงและความผันผวนของพลังงานมากขึ้น หากใช้อินเวอร์เตอร์ 1100V เป็นตัวอย่าง จุดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่กำหนดโดยทั่วไปคือ 600V และช่วงแรงดันไฟฟ้า MPPT โหลดเต็มอยู่ระหว่าง 550V ถึง 850V หากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเกินช่วงนี้ ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์จะไม่เหมาะสม