ทิศทางการพัฒนาทางเทคนิคของอินเวอร์เตอร์

ก่อนที่อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์จะผงาดขึ้นมา เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์หรืออินเวอร์เตอร์ได้ถูกนำมาใช้กับอุตสาหกรรมต่างๆ เป็นหลัก เช่น การขนส่งทางรถไฟและแหล่งจ่ายไฟ หลังจากที่อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์เติบโตขึ้น อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานใหม่และเป็นอุปกรณ์ที่ทุกคนคุ้นเคย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่พัฒนาแล้วในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เนื่องจากแนวคิดยอดนิยมเกี่ยวกับการประหยัดพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม ตลาดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จึงได้รับการพัฒนาก่อนหน้านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาอย่างรวดเร็วของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในครัวเรือน ในหลายประเทศ มีการใช้อินเวอร์เตอร์ในครัวเรือนเป็นเครื่องใช้ในครัวเรือน และมีอัตราการเจาะสูง

อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างโดยโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ จากนั้นป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอินเวอร์เตอร์จะกำหนดคุณภาพไฟฟ้าและประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของการผลิตไฟฟ้า ดังนั้นเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จึงเป็นแกนหลักของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั้งหมด สถานะ.
อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดมีส่วนแบ่งตลาดหลักในทุกประเภท และยังเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดอีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับอินเวอร์เตอร์ประเภทอื่นๆ อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดนั้นมีเทคโนโลยีที่ค่อนข้างง่าย โดยมุ่งเน้นไปที่อินพุตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และเอาท์พุตกริด กำลังเอาต์พุตที่ปลอดภัย เชื่อถือได้ มีประสิทธิภาพ และมีคุณภาพสูง กลายเป็นจุดสนใจของอินเวอร์เตอร์ดังกล่าว ตัวชี้วัดทางเทคนิค ในเงื่อนไขทางเทคนิคสำหรับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายซึ่งกำหนดขึ้นในประเทศต่างๆ จุดข้างต้นได้กลายเป็นจุดตรวจวัดทั่วไปของมาตรฐาน แน่นอนว่ารายละเอียดของพารามิเตอร์จะแตกต่างกัน สำหรับอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริด ข้อกำหนดทางเทคนิคทั้งหมดมุ่งเน้นไปที่การตอบสนองความต้องการของกริดสำหรับระบบการผลิตแบบกระจาย และข้อกำหนดเพิ่มเติมมาจากข้อกำหนดของกริดสำหรับอินเวอร์เตอร์ นั่นคือข้อกำหนดจากบนลงล่าง เช่น ข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดด้านความถี่ ข้อกำหนดด้านคุณภาพไฟฟ้า ความปลอดภัย ข้อกำหนดในการควบคุมเมื่อเกิดข้อผิดพลาด และวิธีการเชื่อมต่อกับโครงข่าย โครงข่ายไฟฟ้าระดับแรงดันไฟฟ้าใดที่จะรวมเข้าด้วยกัน เป็นต้น ดังนั้น อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายจึงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงข่ายเสมอ โดยไม่ได้มาจากข้อกำหนดภายในของระบบผลิตไฟฟ้า และจากมุมมองทางเทคนิค จุดที่สำคัญมากก็คืออินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดคือ "การผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริด" กล่าวคือ อินเวอร์เตอร์จะผลิตพลังงานเมื่อตรงตามเงื่อนไขที่เชื่อมต่อกับกริด เข้าสู่ประเด็นการจัดการพลังงานภายในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จึงเป็นเรื่องง่าย เรียบง่ายเหมือนกับโมเดลธุรกิจของการผลิตไฟฟ้า ตามสถิติจากต่างประเทศ มากกว่า 90% ของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ถูกสร้างขึ้นและใช้งานเป็นระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และใช้อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย

คลาสของอินเวอร์เตอร์ที่อยู่ตรงข้ามกับอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดคืออินเวอร์เตอร์นอกกริด อินเวอร์เตอร์นอกกริดหมายความว่าเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ไม่ได้เชื่อมต่อกับกริด แต่เชื่อมต่อกับโหลด ซึ่งจะขับเคลื่อนโหลดโดยตรงเพื่อจ่ายไฟ มีการใช้งานไม่กี่อย่างของอินเวอร์เตอร์นอกกริด ส่วนใหญ่ในพื้นที่ห่างไกลบางแห่ง ซึ่งไม่มีเงื่อนไขการเชื่อมต่อกริด สภาพการเชื่อมต่อกริดไม่ดี หรือมีความจำเป็นในการสร้างตัวเองและการบริโภคเอง การปิด -ระบบกริดเน้น “การสร้างตนเองและการใช้ตนเอง” " เนื่องจากการใช้งานอินเวอร์เตอร์แบบ off-grid มีอยู่น้อย จึงทำให้การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีมีน้อย มีมาตรฐานสากลบางประการสำหรับเงื่อนไขทางเทคนิคของอินเวอร์เตอร์แบบ off-grid ซึ่งนำไปสู่การวิจัยและพัฒนาอินเวอร์เตอร์ดังกล่าวน้อยลงเรื่อยๆ แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มการหดตัว อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันของอินเวอร์เตอร์แบบ off-grid และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย กล่าวได้ว่าระบบที่ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์แบบออฟกริด แผงเซลล์แสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ โหลด และอุปกรณ์อื่นๆ เป็นระบบไมโครกริดธรรมดาอยู่แล้ว ประเด็นเดียวคือระบบไม่ได้เชื่อมต่อกับกริด

ในความเป็นจริง,อินเวอร์เตอร์นอกกริดเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทาง จริงๆ แล้ว อินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางได้รวมคุณลักษณะทางเทคนิคของอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายและอินเวอร์เตอร์นอกโครงข่ายเข้าด้วยกัน และใช้ในเครือข่ายจ่ายไฟในพื้นที่หรือระบบผลิตไฟฟ้า เมื่อใช้ขนานกับโครงข่ายไฟฟ้า แม้ว่าในปัจจุบันจะมีการใช้งานประเภทนี้ไม่มากนัก เนื่องจากระบบประเภทนี้เป็นต้นแบบของการพัฒนาไมโครกริด แต่ก็สอดคล้องกับโครงสร้างพื้นฐานและโหมดการทำงานเชิงพาณิชย์ของการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายในอนาคต และแอปพลิเคชันไมโครกริดที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นในอนาคต ในความเป็นจริง ในบางประเทศและตลาดที่เซลล์แสงอาทิตย์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและเติบโตเต็มที่ การประยุกต์ใช้ไมโครกริดในครัวเรือนและพื้นที่ขนาดเล็กเริ่มพัฒนาอย่างช้าๆ ขณะเดียวกัน รัฐบาลท้องถิ่นสนับสนุนให้มีการพัฒนาเครือข่ายการผลิต การจัดเก็บ และการใช้ไฟฟ้าในท้องถิ่นโดยมีครัวเรือนเป็นหน่วย โดยให้ความสำคัญกับการผลิตไฟฟ้าพลังงานใหม่เพื่อใช้เอง และส่วนที่ไม่เพียงพอจากโครงข่ายไฟฟ้า ดังนั้น อินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางจำเป็นต้องพิจารณาฟังก์ชันการควบคุมและฟังก์ชันการจัดการพลังงานเพิ่มเติม เช่น การควบคุมการประจุและการคายประจุของแบตเตอรี่ กลยุทธ์การดำเนินงานที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย/นอกโครงข่าย และกลยุทธ์การจ่ายไฟที่เชื่อถือได้ของโหลด โดยรวมแล้ว อินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางจะเล่นฟังก์ชันการควบคุมและการจัดการที่สำคัญมากขึ้นจากมุมมองของทั้งระบบ แทนที่จะพิจารณาเฉพาะข้อกำหนดของกริดหรือโหลดเท่านั้น

ในฐานะหนึ่งในทิศทางการพัฒนาระบบโครงข่ายไฟฟ้า เครือข่ายการผลิตไฟฟ้า การจำหน่าย และการใช้พลังงานในท้องถิ่นที่สร้างขึ้นโดยใช้การผลิตพลังงานไฟฟ้าใหม่เป็นแกนหลักจะเป็นหนึ่งในวิธีการพัฒนาหลักของไมโครกริดในอนาคต ในโหมดนี้ ไมโครกริดในพื้นที่จะสร้างความสัมพันธ์เชิงโต้ตอบกับกริดขนาดใหญ่ และไมโครกริดจะไม่ทำงานอย่างใกล้ชิดบนกริดขนาดใหญ่อีกต่อไป แต่จะทำงานอย่างอิสระมากขึ้น กล่าวคือ ในโหมดเกาะ เพื่อให้เป็นไปตามความปลอดภัยของภูมิภาคและให้ความสำคัญกับการใช้พลังงานที่เชื่อถือได้ โหมดการทำงานที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายจะเกิดขึ้นเมื่อมีไฟฟ้าในพื้นที่เพียงพอหรือจำเป็นต้องดึงออกจากโครงข่ายไฟฟ้าภายนอกเท่านั้น ในปัจจุบัน เนื่องจากสภาวะที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะของเทคโนโลยีและนโยบายต่างๆ ไมโครกริดจึงไม่ได้ถูกนำมาใช้ในขนาดใหญ่ และมีโครงการสาธิตเพียงไม่กี่โครงการเท่านั้นที่ดำเนินอยู่ และโครงการเหล่านี้ส่วนใหญ่เชื่อมต่อกับกริด อินเวอร์เตอร์ไมโครกริดผสมผสานคุณลักษณะทางเทคนิคของอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางและมีฟังก์ชันการจัดการกริดที่สำคัญ เป็นเครื่องรวมการควบคุมและอินเวอร์เตอร์แบบทั่วไปที่รวมอินเวอร์เตอร์ การควบคุม และการจัดการเข้าด้วยกัน โดยจะจัดการพลังงานในท้องถิ่น การควบคุมโหลด การจัดการแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ การป้องกัน และฟังก์ชันอื่นๆ โดยจะทำให้ฟังก์ชันการจัดการของไมโครกริดทั้งหมดสมบูรณ์ ร่วมกับระบบการจัดการพลังงานไมโครกริด (MGEMS) และจะเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการสร้างระบบไมโครกริด เมื่อเปรียบเทียบกับอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกริดตัวแรกในการพัฒนาเทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์ได้แยกออกจากฟังก์ชันอินเวอร์เตอร์บริสุทธิ์ และทำหน้าที่จัดการและควบคุมไมโครกริด โดยให้ความสนใจและแก้ไขปัญหาบางอย่างจากระดับระบบ อินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงานให้การผกผันแบบสองทิศทาง การแปลงกระแสไฟฟ้า และการชาร์จแบตเตอรี่ ระบบการจัดการไมโครกริดจะจัดการไมโครกริดทั้งหมด คอนแทคเตอร์ A, B และ C ทั้งหมดได้รับการควบคุมโดยระบบการจัดการไมโครกริด และสามารถทำงานบนเกาะที่ห่างไกลได้ ตัดโหลดที่ไม่สำคัญตามแหล่งจ่ายไฟเป็นครั้งคราวเพื่อรักษาเสถียรภาพของไมโครกริดและการทำงานที่ปลอดภัยของโหลดที่สำคัญ