อินเวอร์เตอร์ (Inverter) มีกี่ชนิด? เลือกใช้ชนิดไหนดี?
อินเวอร์เตอร์ ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง(DC) เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อนำไปใช้กับอุปกรณ์ใช้ไฟฟ้าต่างๆ ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ
การเลือกใช้อินเวอร์เตอร์ให้เหมาะสม
ผู้ออกแบบระบบจะต้องทำการเลือกใช้อินเวอร์เตอร์ให้เหมาะสมกับระบบที่ออกแบบ ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 ระบบใหญ่ๆ ดังนี้
- ระบบออฟกริด (Off-Grid System) มีการรับพลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่เพียงแหล่งเดียว ขนาดต้องเพียงพอต่อการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าและสัมพันธ์กับขนาดแผงและแบตเตอรี่ ถ้าใช้ไฟเกินอินเวอร์เตอร์จะตัดไฟทันที
- ระบบออนกริด (On-Grid System) มีการรับพลังงานไฟฟ้าจากแผงโซล่าร์เซลล์และจากการไฟฟ้า ระบบนี้ถ้าไฟจากการไฟฟ้าดับอินเวอร์เตอร์ก็ตัดการทำงาน และผลิตไฟฟ้าออกมาตามปริมาณไฟฟ้าที่ใช้เนื่องจากมีระบบกันย้อนและไม่มีแบตเตอรี่
- ระบบไฮบริด (Hybrid System) เป็นการผสมกันระหว่าง On-Grid และ Off-Grid เพื่อให้มีเสถียรภาพมากขึ้น โดยมีการรับพลังงานไฟฟ้าจากแผงโซล่าร์เซลล์ จากการไฟฟ้าและจากแบตเตอรี่หรือการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งอื่นๆ ซึ่ง Hybrid นี้จะมีการติดตั้งแบตเตอรี่หรือไม่ก็ได้
การใช้งานนั้นจะนำพลังงานไฟฟ้าจากแผงมาใช้ก่อนถ้าไม่พอก็จะนำไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ออกมาใช้(ถ้ามีแบตเตอรี่) และถ้าไม่พอก็นำไฟฟ้าจากการไฟฟ้าหรือเจนเนอร์เรเตอร์(back up) มาใช้ร่วมโดยผ่านอินเวอร์เตอร์ แต่ถ้าความต้องการมากกว่าขนาดอินเวอร์เตอร์นั้นระบบจะตัดการทำงานซึ่งควรติดตั้งระบบ ATS เพื่อต่อไฟฟ้าจากการไฟฟ้าเพื่อใช้แทน นอกจากนั้นอินเวอร์เตอร์จะจ่ายไฟฟ้าออกเท่าที่โหลดต้องการเท่านั้น ข้อสำคัญไม่สามารถใช้ไฟฟ้ามากกว่าขนาดของอินเวอร์เตอร์ได้ ข้อดีกว่า On-Grid System คือกรณีไฟฟ้าของการไฟฟ้าดับก็จะยังมีไฟฟ้าจากแผงหรือแบตเตอรี่ออกมาใช้งานได้ (Hybrid มีขั้วต่อ AC-IN และ AC-OUT ส่วน On-Grid จะมีเฉพาะ AC-IN )
อินเวอร์เตอร์แบ่งตามขนาดและลักษณะการติดตั้งเป็น 2 ชนิด คือ String Inverter และ Micro Inverter
- String Inverter เป็นอินเวอร์เตอร์แบบรวม มีราคาถูก แรงดันไฟฟ้าสูงอาจเป็นอันตรายได้ นอกจากนั้นถ้าติดตั้งไกลจากแผงมากและขนาดสายเล็กจะสูญเสียในระบบสายมาก นอกจากนั้นถ้าแผงใดมีร่มเงาบังจะทำให้กระแสไฟฟ้าของแผงอื่นจะลดลงได้เท่ากับแผงที่ได้รับเงา เนื่องจากแต่ละแผงต่อแบบอนุกรมกัน นอกจากนั้นแต่ละแผงควรมีกระแสไฟฟ้าที่เท่ากันด้วย
- Micro Inverter ราคาค่อนข้างแพง ดูแลรักษายาก แรงดันไฟฟ้าต่ำเนื่องจากอินเวอร์เตอร์แต่ละตัวต่อแบบขนาน สามารถตรวจสอบความผิดปกติของแต่ละแผงได้ง่าย กรณีชำรุดไม่ส่งผลต่อการผลิตไฟฟ้าของระบบโดยรวม เหมาะกับระบบขนาดเล็กและการดูแลเข้าถึงได้ง่าย เพราะติดตั้งใต้แผง ข้อดีแบบนี้คือกรณีมีร่มเงาบดบังแผงใดกระแสไฟฟ้าจะลดลงเฉพาะแผงนั้นเนื่องจากมีการต่อกันแบบขนาน
สิ่งที่ควรทราบ
- กรณี On Grid และ Hybrid ที่เชื่อมต่อกับระบบจำหน่าย ต้องใช้อินเวอร์เตอร์ที่อยู่ในตารางแนะนำของการไฟฟ้าฝ่ายจำหน่าย
- อินเวอร์เตอร์มีอายุสั้นกว่าแผงมากควรระบายความร้อนให้ดี และติดตั้งในจุดที่มีการระบายอากาศที่ดี
- การรับประกัน 5-10 ปี
- ต้องติดตั้งระบบป้องกันไฟย้อนกรณีที่ไม่ได้ขายไฟ ซึ่งบางรุ่นมีมาพร้อมอินเวอร์เตอร์
- ถ้าติดตั้งจำนวนมากควรแยกอินเวอร์เตอร์เป็นหลายชุดเพื่อเสถียรภาพการใช้งานแต่ราคาจะสูงขึ้น และที่สำคัญแต่ละชุดต้องมีสัญญาณที่เชื่อมต่อกันได้
- ควรเลือกอินเวอร์เตอร์ที่ผ่าน มอก. หรือมีมาตรฐานรับรอง
- อินเวอร์เตอร์ On Grid ที่ใช้กันทั่วไปเป็นแบบ High Volt
- เลือกใช้ชนิดให้เหมาะสม เช่น On Grid, Off Grid ,Hybrid
- กรณี Off Grid และใช้กับโหลดที่เป็นมอเตอร์ ควรใช้แบบขดลวดToroid เพราะทนกระแสกระชากได้ดีกว่าแบบสวิทชิ่ง
- ค่าที่สำคัญที่ติดที่ Name plate
– ค่า Max. DC power input คือค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดด้าน DC ที่ออกจากแผงและเข้าอินเวอร์เตอร์ โดยทั่วไปการออกแบบที่ให้อินเวอร์เตอร์ทำงานเต็มประสิทธิภาพนั้นจะติดตั้งแผงให้มีกำลังไฟฟ้ามากกว่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดของอินเวอร์เตอร์ประมาณ 10-20% เนื่องจากกำลังไฟฟ้าตามพิกัดแผงได้จากการทดสอบตาม STC หรือ Standard Test Condition ที่ความเข้มแสง (Irradiance) 1000 W/m² แสงที่ผ่านชั้นบรรยายกาศ 1.5 เท่าของมวลอากาศ และที่อุณหภูมิแผง 25 องศาเซลเซียส เมื่อนำมาใช้งานจริงแล้วไม่ได้ตาม Condition ที่ทดสอบทำให้กำลังไฟฟ้าที่ได้ต่ำลง นอกจากนั้น ทิศและมุมเอียงในการติดตั้ง รวมทั้งความสกปรกของพื้นผิว ส่งผลต่อการลดลงของกำลังไฟฟ้าที่ได้
– ค่า Max. input voltage (V) คือค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่รับได้ ซึ่งแรงดันไฟฟ้าจากแผงก่อนเข้าอินเวอร์เตอร์ ต้องไม่เกินค่านี้ เพราะถ้าเกินค่านี้ ถ้าอินเวอร์เตอร์ไม่มีตัวป้องกัน ก็จะทำให้อินเวอร์เตอร์เสียหายได้ หรือหากอินเวอร์เตอร์มีตัวป้องกัน ก็ไม่ควรที่จะต่อแผงอนุกรมจนมีค่าเกินค่านี้ โดยทั้วไปจะนำค่า Vmp ของแผงที่ต่ออนุกรมกันใน String มารวมกันต้องมีค่าไม่เกินค่านี้
– ค่า Min. input voltage คือ แรงดันไฟฟ้าเข้าอินเวอร์เตอร์ต่ำสุด และ แรงดันไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์เริ่มทำงาน ตัวอย่างเช่น 150 V / start input voltage = 180 V คือ แรงดันไฟฟ้าเข้าอินเวอร์เตอร์ต่ำสุด 150 V และ แรงดันไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์เริ่มทำงาน 180 V ถ้าแรงดันต่ำกว่าที่ระบุไว้อินเวอร์เตอร์จะไม่ทำงาน
– ค่า Rated input voltage (V) คือค่าแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้อินเวอร์เตอร์ทำงานมีประสิทธิภาพสูงสุด ดังนั้นการต่ออนุกรมแผงโซล่าร์เซลล์ควรให้แรงดันไฟฟ้า ใกล้เคียงค่านี้มากที่สุด โดยใช้ Vmp ของแต่ละแผงรวมกัน
– ค่า Max. input current input A / input B คือกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่เข้ามาในแต่ละ input ไม่เกินค่าที่ระบุไว้ ซึ่งผู้ออกแบบก็นำกระแสสูงสุดสภาวะช็อตเซอร์กิต Isc ของแผงในแต่ละ String มาคำนวณ เช่น นำแผง PV ที่มีค่า Isc 8 A. มาต่ออนุกรมกัน ทำให้ได้กระแสไฟฟ้า 8 A. แล้วเอาทั้ง 2 String มาต่อขนานกันก่อนเข้า input ของอินเวอร์เตอร์ ทำให้ได้กระแสไฟฟ้า 16 A. ค่านี้จะต้องไม่เกินที่กำหนด
– ค่า Rated output power (W) คือค่าพิกัดกำลังไฟด้านออกของอินเวอร์เตอร์ (AC) ซึ่งไม่ควรติดตั้งแผงรวมกันแล้วมีกำลังเกินค่านี้ เพราะจะได้กำลังไฟฟ้าออกสูงสุดเท่าค่านี้
– ค่า Max. Output current (A) คือค่าไฟฟ้ากระแสสลับสูงสุด (AC) ที่ออกจากอินเวอร์เตอร์ ซึ่งใช้ออกแบบขนาดสายไฟฟ้าที่เชื่อมไฟยังตู้ไฟฟ้า
– ค่า Nominal grid voltage คือค่าแรงดันไฟฟ้าที่ออกจากอินเวอเตอร์ไปใช้งาน
– ค่า Max. Efficiency คือค่าประสิทธิภาพสูงสุด ในขณะรับภาระเต็มพิกัด (อเมริกาไม่ต่ำกว่า 96%)
– ค่า Euro- Efficiency คือค่าประสิทธิภาพสูงสุด ในขณะรับภาระเต็มพิกัด (ยุโรปไม่ต่ำกว่า 95%)
ที่มา
https://www.energy-conservationtech.com/content/25980/%E0%B8%AD%E0%B8%B4%E0%B8%99%E0%B9%80%E0%B8%A7%E0%B8%AD%E0%B9%80%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8Cinverter-%E0%B8%A1%E0%B8%B5%E0%B8%81%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B8%8A%E0%B8%99%E0%B8%B4%E0%B8%94-%E0%B9%80%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%81%E0%B9%83%E0%B8%8A%E0%B9%89%E0%B8%8A%E0%B8%99%E0%B8%B4%E0%B8%94%E0%B9%84%E0%B8%AB%E0%B8%99%E0%B8%94%E0%B8%B5