قطعی برق دیگر فقط یک اتفاق چند دقیقه‌ای نیست. برای بسیاری از خانه‌ها، ویلاها، دفاتر و فروشگاه‌ها، مطب ها و تولیدی ها و کارخانه ها تأمین برق وسایلی مانند یخچال، روشنایی، مودم، تلویزیون، لپ‌تاپ، دوربین مداربسته، پمپ آب، کولر و اسپیلت، تجهیزات پزشکی و امثال این وسایل در زمان خاموشی به یک نیاز واقعی تبدیل شده است.

یکی از بهترین راه‌ها برای تأمین برق اضطراری، استفاده از اینورتر یا اینورتر/شارژر (سانورتر) به همراه باتری است. اگر پنل خورشیدی نیز به سیستم اضافه شود، بخشی از تولید آن میتوان صرف مصرف کننده ها و شارژ باتری شود و وابستگی سیستم به برق شبکه کاهش پیدا کند.

اما انتخاب اینورتر فقط با دیدن عدد «۳ کیلووات»، «۶ کیلووات» یا «۱۰ کیلووات» روی دستگاه انجام نمی‌شود.

برای انتخاب صحیح باید حداقل به این موارد توجه کرد:

• چه وسایلی قرار است در زمان قطعی برق روشن بمانند؟
• مجموع توان همزمان مصرف‌کننده‌ها چقدر است؟
• آیا بارهایی مانند یخچال، پمپ یا کولر دارای جریان راه‌اندازی هستند؟
• چند ساعت برق اضطراری نیاز داریم؟
• چه ظرفیتی از باتری لازم است؟
• آیا قرار است در آینده پنل خورشیدی هم نصب شود؟
• دستگاه هنگام وجود برق شهر چگونه باتری را شارژ می‌کند؟
• هنگام قطع شبکه، انتقال بار به باتری چگونه انجام می‌شود؟

در ادامه این موارد را مرحله‌به‌مرحله بررسی می‌کنیم.

اینورتر چه کاری انجام می‌دهد؟

باتری‌ها انرژی را به صورت جریان مستقیم یا DC ذخیره می‌کنند؛ در حالی که بیشتر وسایل خانگی با برق متناوب AC 220V کار می‌کنند.

وظیفه اصلی اینورتر تبدیل برق DC باتری به برق AC قابل استفاده برای لوازم خانگی است.

اما دستگاه‌هایی که برای سیستم‌های برق اضطراری و خورشیدی استفاده می‌شوند معمولاً امکانات بیشتری دارند که در سال های اخیر بسیار مورد استقبال کاربران قرار گرفته اند و به نام اینورتر شارژر یا سانورتر در بازار معروف هستند.

اینورترهای مناسب برای استفاده در زمان قطعی برق کدامنئ؟

اینورترهای Off-Grid یا مستقل از شبکه

این اینورترها خود به دو مدل تمام سینوسی و شبه سینوسی تقسیم میشوند. خیلی ساده:

تمام سینوسی (Pure Sine Wave): برق خروجی‌اش شبیه برق استاندارد شبکه است؛ نرم و یکنواخت. برای یخچال، پمپ، کولر، تلویزیون، لپ‌تاپ و تجهیزات حساس مناسب‌تر است.

شبه‌ سینوسی (Modified Sine Wave): شکل موج خروجی پله‌ای‌تر و خشن‌تر است. ارزان‌تر است، ولی ممکن است بعضی موتورها هنگام کار داغ شوند، صدا بدهند یا تجهیزات حساس درست کار نکنند.

برای برق اضطراری خانه، معمولاً تمام سینوسی انتخاب مطمئن‌تر است. اینورترهای سینوسی خالص کاملا مانند برق شهر هستند.

این اینورترها گزینه مناسبی برای راه اندازی مصرف کننده ها با توان کمتر با استفاده از یک باتری خودرو هستند. به همین خاطر اغلب افرادی که کمپر دارند یا نیازی به استفاده از پنل خورشیدی ندارند معمولا طرفدار اینورترهای ساده میباشند. این کاربران معمولا باتری خودرو را که توسط دینام شارژ میشود را مصرف میکنند.

اینورتر/شارژر یا سانورتر

یک اینورتر/شارژر خورشیدی یا سانورتر می‌تواند چند بخش را در یک دستگاه ترکیب کند:

1. اینورتر DC به AC
2. شارژر باتری از برق شهر
3. شارژکنترلر خورشیدی MPPT برای اتصال پنل
4. مدیریت خودکار برق شهر، باتری و پنل خورشیدی

به همین دلیل برای بسیاری از سیستم‌های برق اضطراری خانگی، استفاده از یک اینورتر/شارژر مناسب بسیار ساده‌تر از نصب چند دستگاه مجزا است.

مزیت سانورترهای این است که در زمان قطعی برق شهر به صورت خودکار مصرف کننده ها را به باتری منتقل میکنند و در خیلی از مصارف حتی شخص متوجه قطعی برق نمیشود آنقدر که این وضعیت سوئیچینگ سریع اتفاق می افتد.

توصیه تیم برقبان برای انتخاب اینورترهای بالای 2000 وات، جایگزین کردن سانورترها در توان مشابه یا بالاتر است مخصوصا اگر قرار باشد به عنوان تامین برق اضطراری خانه یا مطب و یا مواقعی که نمیتوانید دستی عمل قطع و وصل باتری را انجام دهید. علاوه برآن سانورتر قابل شارژ باتری با برق شهر را هم دارد، این به این معنی است که شما در واقع یک یو پی اس پیشرفته دارید که میتوانید با برق شهر یا حتی موتور برق و یا پنل خورشیدی باتری ها را شارژ کنید و درزمان قطعی برق اتوماتیک از برق باتری با خیال راحت استفاده کنید.

علاوه بر این مزیت ها، در سیستم هایی که از سانورتر استفاده شده ارتقای سیستم از نظر توان پنل خورشیدی یا حتی توان خود سانورتر بسیار راحتتر و کم هزینه تر است چرا که سانورترها با قیمت های مقرون بصرفه تر دارای شارژکنترلرهای قوی تر برای اضافه کردن پنل خورشیدی هستند و خود سانورتر نیز در توان های بالا معمولا قابلیت اضافه کردن و پارالل کردن سانورتر هم نوع خودش را دارد که با این کار میتوان توان خروجی را بالا برد.

همچنین سانورترها اغلب قابلیت پشتیبانی از باتری های لیتیومی را دارند که امروزه جایگاه ویژه ای در صنعت دارند.

اینورتر Hybrid

در توان های مصرفی بالا اینورترهای هیبریدی گزینه بسیار مناسبتری هستند چرا که در مدل های سه فاز هم موجود میباشند و امکان پارالل کردن یک دستگاه با دستگاه های هم نوع خودش تا توان های بسیار بالا حتی بالای 100 کیلووات را فراهم میکند که بیشتر برای کارخانه جات و ساختمان های بزرگ پیشنهاد میشود.

ویژگی اصلی اینورترهای هیبریدی این است که شما میتوانید حتی برق تولیدی مازاد را به شبکه سراسری برق تزریق و کسب درامد هم داشته باشید که برای این استفاده از این قابلیت اینورترهای هیبریدی میبایست مراحل اداری و اخذ مجوز را پیش از اتصال به شبکه طی کرده باشید، در غیر اینصورت نیازی به دریافت مجوز نمیباشد و میتوانید بصورت از اینورتر بصورت یک اینورتر یا سانورتر آفگرید پیشرفته استفاده کنید.

برای خانه چند کیلووات اینورتر لازم است؟

توان اینورتر باید بر اساس بارهایی که قرار است هم‌زمان روشن باشند انتخاب شود، نه صرفاً بر اساس متراژ خانه.

به عنوان مثال فرض کنیم هنگام قطعی برق می‌خواهیم تجهیزات زیر روشن باشند:

از نظر توان دائم، چنین مجموعه‌ای حتی می‌تواند با یک اینورتر نسبتاً کوچک کار کند.

اما موضوع به همین سادگی نیست.

یخچال، فریزر، پمپ، کولر و سایر بارهای موتوری هنگام راه‌اندازی ممکن است برای مدت کوتاهی جریانی چند برابر حالت عادی دریافت کنند. به همین دلیل علاوه بر توان نامی یا Continuous Power باید توان لحظه‌ای یا Surge Power اینورتر نیز بررسی شود.

در عمل نیز بهتر است اینورتر دائماً در نزدیکی حداکثر ظرفیت خود کار نکند و مقداری حاشیه توان برای افزایش بار و جریان‌های لحظه‌ای در نظر گرفته شود.

توان لحظه‌ای اینورتر چرا مهم است؟

فرض کنید یک پمپ آب در زمان کار تنها 800 وات مصرف دارد.

این عدد به این معنی نیست که هر اینورتر 1000 واتی الزاماً می‌تواند آن را راه‌اندازی کند.

موتور پمپ در لحظه استارت ممکن است جریان بسیار بیشتری دریافت کند. اگر اینورتر نتواند این توان لحظه‌ای را تأمین کند، ممکن است:

• دستگاه وارد حالت Overload شود؛
• خروجی قطع شود؛
• پمپ راه‌اندازی نشود؛
• ولتاژ خروجی افت کند.

بنابراین برای بارهایی مانند:

یخچال، فریزر، پمپ آب، کولر گازی، کولر آبی، موتور و کمپرسور

باید مشخصات Surge دستگاه نیز بررسی شود.

صرفاً مقایسه عدد توان نامی اینورترها روش درستی برای انتخاب نیست.

باتری مهم‌تر است یا توان اینورتر؟

این دو مشخصه وظایف متفاوتی دارند.

توان اینورتر (kW) مشخص می‌کند چه مقدار بار می‌توانید در یک لحظه روشن کنید.

ظرفیت باتری (kWh) مشخص می‌کند آن بارها تقریباً برای چه مدت می‌توانند روشن بمانند.

به همین دلیل این دو مفهوم نباید با یکدیگر اشتباه گرفته شوند.

مثلاً داشتن اینورتر 6 کیلووات به این معنا نیست که سیستم می‌تواند 6 ساعت برق تأمین کند.

مدت زمان Backup مستقیماً به ظرفیت قابل استفاده باتری و میزان مصرف بستگی دارد.

چگونه ظرفیت باتری مورد نیاز خانه را محاسبه کنیم؟

برای یک محاسبه اولیه می‌توان از رابطه زیر استفاده کرد:

انرژی مورد نیاز = توان متوسط مصرف × مدت زمان مورد نیاز

برای مثال اگر بار متوسط تجهیزات ضروری خانه حدود 800 وات باشد و بخواهیم حدود 4 ساعت برق داشته باشیم:

800W × 4h = 3200Wh

یعنی مصرف تئوری حدود:

3.2kWh

خواهد بود.

اما در سیستم واقعی باید موارد دیگری نیز در نظر گرفته شوند:

• راندمان اینورتر
• میزان دشارژ قابل استفاده باتری
• افت کابل‌ها
• مصرف خود اینورتر
• دمای محیط
• سن و شرایط باتری
• تغییر مصرف در طول زمان

بنابراین نباید ظرفیت باتری دقیقاً برابر با مصرف محاسبه‌شده انتخاب شود و معمولا در باتری های لیتیومی 20 تا 30 درصد و در باتری های خشک و خودرویی حداقل 50 درصد بالاتر از این عدد درنظر گرفته میشود.

آیا برای برق اضطراری حتماً به پنل خورشیدی نیاز داریم؟

خیر.

این یکی از اشتباهات رایج درباره سیستم‌های برق اضطراری است.

می‌توان سیستمی شامل:

برق شهر + اینورتر/شارژر + باتری

طراحی کرد.

در شرایط عادی، برق شبکه بارها را تغذیه کرده و باتری شارژ می‌شود. هنگام قطع شبکه، اینورتر انرژی باتری را به برق AC تبدیل می‌کند و مصرف‌کننده‌های Backup را تغذیه می‌کند.

در این حالت پنل خورشیدی وجود ندارد.

بعداً در صورتی که اینورتر دارای ورودی PV و شارژکنترلر مناسب باشد، می‌توان پنل خورشیدی نیز به سیستم اضافه کرد.

اضافه کردن پنل باعث می‌شود در طول روز بخشی از انرژی مصرفی یا انرژی مورد نیاز برای شارژ باتری از خورشید تأمین شود.

بنابراین اگر بودجه اولیه محدود است، در بعضی پروژه‌ها می‌توان سیستم را ابتدا به صورت برق اضطراری باتری‌محور طراحی و بعداً بخش خورشیدی را اضافه کرد؛ البته این موضوع باید از ابتدا در انتخاب اینورتر در نظر گرفته شود.

موقع خرید اینورتر و سانورتر چه مشخصاتی را بررسی کنیم؟

1. توان خروجی واقعی

فقط عبارت‌هایی مانند 5kVA یا 6kVA را نبینید.

باید توان خروجی بر حسب W یا kW و ضریب توان دستگاه بررسی شود.

2. توان لحظه‌ای

اگر بار موتوری دارید، Surge Power اهمیت زیادی دارد.

3. موج سینوسی خالص

برای تجهیزات خانگی، الکترونیکی و موتوری معمولاً استفاده از اینورتر با Pure Sine Wave انتخاب مناسب‌تری است.

4. ولتاژ باتری

دستگاه ممکن است برای باتری:

12V، 24V، 48V، 51.2V یا سیستم‌های ولتاژ بالاتر

طراحی شده باشد.

اینورتر و باتری باید از نظر محدوده ولتاژ کاملاً سازگار باشند.

5. جریان شارژ باتری ( در اینورتر شارژر یا سانورتر)

اگر ظرفیت باتری بالا باشد اما شارژر اینورتر جریان کمی داشته باشد، شارژ کامل باتری مدت زیادی طول خواهد کشید.

6. ورودی پنل خورشیدی ( در سانورتر)

اگر قصد نصب پنل دارید، موارد زیر باید بررسی شوند:

• حداکثر توان قابل اتصال پنل
• حداکثر ولتاژ ورودی PV
• محدوده کاری MPPT
• تعداد MPPT
• حداکثر جریان ورودی هر MPPT

انتخاب تعداد و آرایش پنل‌ها باید بر اساس همین مشخصات انجام شود.

7. زمان انتقال هنگام قطع برق (در اینورتر شارژر یا سانورتر)

اگر قرار است تجهیزات حساس مانند مودم، کامپیوتر یا تجهیزات کنترلی روی خروجی Backup قرار بگیرند، زمان انتقال Transfer Time دستگاه نیز مهم است.

همه اینورترها الزاماً عملکردی مشابه UPS ندارند.

8. امکان ارتباط با باتری لیتیومی (در اینورتر شارژر یا سانورتر)

در سیستم‌های لیتیومی بهتر است مشخص شود آیا اینورتر از طریق پروتکل‌هایی مانند CAN یا RS485 با BMS باتری مورد نظر ارتباط برقرار می‌کند یا خیر.

وجود ولتاژ مشابه به تنهایی به معنی سازگاری کامل دو دستگاه نیست.

برای قطعی برق، چه وسایلی را روی خروجی Backup قرار دهیم؟

یکی از اشتباهات رایج این است که کل ساختمان بدون بررسی روی خروجی برق اضطراری قرار داده شود.

در بسیاری از خانه‌ها بهتر است یک تابلو بارهای ضروری یا Essential Loads ایجاد شود.

به عنوان مثال:

• یخچال و فریزر
• روشنایی‌های ضروری
• مودم و تجهیزات شبکه
• تلویزیون
• لپ‌تاپ و شارژرها
• سیستم امنیتی
• دوربین مداربسته
• در صورت طراحی مناسب، پمپ آب

می‌توانند روی مدار Backup قرار بگیرند.

در مقابل، بارهای غیر ضروری مانند:

• لباسشویی
• فر برقی
• اتو
• بعضی کولرهای پرمصرف

ممکن است توان و ظرفیت باتری مورد نیاز سیستم را به‌شدت افزایش دهند بهتر است تفکیک شوند.

بنابراین گاهی به جای خرید اینورتر و باتری بسیار بزرگ، تفکیک بارهای ضروری و غیرضروری راهکار منطقی‌تری است.

آیا اینورتر 6 کیلووات برای یک خانه کافی است؟

پاسخ به متراژ خانه ارتباط مستقیمی ندارد.

یک آپارتمان کوچک با کولر گازی، پمپ، تجهیزات آشپزخانه و بارهای برقی متعدد ممکن است توان بیشتری از یک ویلای بزرگ با چند مصرف‌کننده ساده نیاز داشته باشد.

بنابراین به جای پرسیدن:

«برای خانه من چند کیلووات اینورتر لازم است؟»

بهتر است ابتدا مشخص کنیم:

«در زمان قطعی برق دقیقاً کدام وسایل باید روشن بمانند؟»

برای بسیاری از سیستم‌های خانگی، اینورترهای محدوده چند کیلووات می‌توانند بخش قابل توجهی از بارهای ضروری را پوشش دهند؛ اما انتخاب ظرفیت نهایی باید پس از محاسبه بار انجام شود.

یک مثال واقعی از انتخاب سیستم برق اضطراری منزل

فرض کنیم یک خانواده می‌خواهد هنگام قطعی برق تجهیزات زیر را استفاده کند:

• یخچال
• تلویزیون
• مودم
• 8 لامپ LED
• لپ‌تاپ
• دوربین مداربسته
• چند شارژر
• یک پمپ آب کوچک

اگر مجموع مصرف عادی این تجهیزات مثلاً حدود 1 تا 1.5 کیلووات باشد، نباید مستقیماً یک اینورتر 1.5 کیلوواتی انتخاب کرد. وجود یخچال و پمپ باعث ایجاد جریان راه‌اندازی می‌شود و علاوه بر آن بهتر است برای توسعه آینده و جلوگیری از کارکرد دائم دستگاه در بار کامل، حاشیه مناسبی در نظر گرفته شود. بسته به مجموع توان مصرفی وسایل و نوع آن ها از لحاظ بار موتوری و غیر موتوری اینورتر را 30 درصد تا دو برابر ظرفیت نامی مصرف کننده ها باید درنظر گرفت.

در مرحله بعد مدت زمان Backup تعیین می‌شود.

مثلاً اگر مصرف متوسط واقعی در طول خاموشی حدود 800 وات باشد:

• دو ساعت Backup حدود 1.6kWh انرژی مصرف می‌کند.
• چهار ساعت حدود 3.2kWh.
• شش ساعت حدود 4.8kWh.

این اعداد مصرف تئوری هستند و ظرفیت باتری واقعی باید با در نظر گرفتن راندمان و محدودیت‌های باتری انتخاب شود.

همین مثال نشان می‌دهد که توان اینورتر و ظرفیت باتری باید جداگانه محاسبه شوند.

برای انتخاب اینورتر خانه از کجا شروع کنیم؟

قبل از خرید، این اطلاعات را آماده کنید:

1. لیست وسایلی که هنگام قطعی برق باید روشن بمانند.
2. توان هر وسیله.
3. وجود یا عدم وجود بارهای موتوری مانند پمپ و کولر.
4. مدت زمان مورد انتظار برای Backup.
5. تک‌فاز یا سه‌فاز بودن سیستم.
6. اینکه فقط برق اضطراری می‌خواهید یا پنل خورشیدی هم قرار است نصب شود.
7. امکان توسعه سیستم در آینده.

با همین اطلاعات می‌توان توان مناسب اینورتر، ظرفیت باتری و تعداد تقریبی پنل‌های مورد نیاز را بسیار دقیق‌تر مشخص کرد.

جمع‌بندی

برای انتخاب اینورتر خورشیدی برای خانه در زمان قطعی برق نباید فقط قیمت یا عدد توان روی دستگاه را مقایسه کرد.

یک سیستم مناسب باید بر اساس سه موضوع اصلی طراحی شود:

توان بارها → انتخاب توان اینورتر

مدت زمان Backup → انتخاب ظرفیت باتری

میزان انرژی خورشیدی مورد انتظار → انتخاب ظرفیت پنل و آرایش PV

اگر فقط چند وسیله ضروری مانند یخچال، روشنایی، مودم و تلویزیون نیاز به برق دارند، طراحی سیستم با حالتی که قرار است پمپ، کولر و بخش بزرگی از خانه را نیز تغذیه کند کاملاً متفاوت خواهد بود.

بنابراین بهترین نقطه شروع، تهیه لیست مصرف‌کننده‌ها و مشخص کردن مدت زمان مورد انتظار برای برق اضطراری است.

توضیحات بالا صرفا برای آشنایی و راهنمایی جهت انتخاب هرچه نزدیک تر به نیاز شما بود، اما برای انتخاب درست تر بهتر است هنگام خرید از کارشناس تیم برقبان راهنمایی لازم را طبق مواردی که در بالا به آن اشاره کردیم بگیرید تا بهترین انتخاب را داشته باشید.

در فروشگاه برقبان می‌توانید انواع اینورتر و سانورتر خورشیدی، باتری، پنل خورشیدی و لوازم جانبی مورد نیاز سیستم را بررسی کنید و متناسب با نوع مصرف، سیستم برق اضطراری مناسب را انتخاب کنید.

سوالات متداول

برای قطعی برق خانه چند کیلووات اینورتر لازم است؟

توان اینورتر باید بر اساس مجموع بارهایی که قرار است هم‌زمان روشن باشند و همچنین توان لحظه‌ای وسایلی مانند یخچال، پمپ و کولر انتخاب شود. متراژ خانه معیار مناسبی برای انتخاب توان اینورتر نیست.

آیا بدون پنل خورشیدی می‌توان برق اضطراری داشت؟

بله. می‌توان سانورتر را به برق شهر متصل کرد تا باتری هنگام وجود شبکه شارژ شده و هنگام قطعی برق، بارهای مورد نیاز از باتری تغذیه شوند. در صورت مناسب بودن دستگاه، پنل خورشیدی را می‌توان بعداً اضافه کرد.

باتری 5 کیلووات‌ساعت چند ساعت برق خانه را تأمین می‌کند؟

زمان Backup به توان متوسط مصرف بستگی دارد. مثلاً بار 500 وات نسبت به بار 2 کیلووات مدت بسیار بیشتری از یک باتری مشخص استفاده خواهد کرد. علاوه بر ظرفیت اسمی باتری باید راندمان اینورتر، عمق دشارژ مجاز و تلفات سیستم نیز در محاسبات لحاظ شود.

برای یخچال و پمپ چه اینورتری مناسب است؟

علاوه بر توان دائم باید توان Surge یا لحظه‌ای اینورتر بررسی شود، زیرا موتور و کمپرسور هنگام استارت جریان بیشتری از حالت کار عادی دریافت می‌کنند.

اینورتر هیبریدی بهتر است یا Off-Grid؟

این موضوع به نوع سیستم بستگی دارد. برای یک سیستم مستقل و برق اضطراری، اینورتر Off-Grid می‌تواند گزینه مناسبی باشد. اگر مدیریت شبکه، باتری، پنل و قابلیت‌های پیشرفته‌تر مورد نیاز باشد، بعضی اینورترهای Hybrid امکانات بیشتری ارائه می‌کنند.

آیا می‌توان کل خانه را به خروجی اینورتر متصل کرد؟

از نظر فنی در صورت طراحی و ظرفیت مناسب امکان‌پذیر است، اما در بسیاری از پروژه‌ها تفکیک بارهای ضروری اقتصادی‌تر است. وسایل پرمصرف می‌توانند توان اینورتر و ظرفیت باتری مورد نیاز را به میزان زیادی افزایش دهند.