ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

ส่วนประกอบสำคัญในระบบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์คืออินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ซึ่งจะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถแบ่งกว้าง ๆ ออกเป็นสามประเภทตามอัตรากำลัง: อินเวอร์เตอร์กำลังสูงสามเฟสที่มีกำลังเอาท์พุตมากกว่า 6 kW, อินเวอร์เตอร์กำลังปานกลางเฟสเดียวที่มีกำลังเอาท์พุตตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ถึง 6 กิโลวัตต์ และไมโครอินเวอร์เตอร์ที่มีกำลังเอาท์พุตต่ำกว่า 1 กิโลวัตต์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อินเวอร์เตอร์พลังงานปานกลางและต่ำได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากเอาท์พุตพลังงานค่อนข้างต่ำ อินเวอร์เตอร์เหล่านี้จึงถูกนำมาใช้เป็นหลักในระบบการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายภายในไมโครกริด

เนื่องจากโหนดในไมโครกริด อินเวอร์เตอร์เหล่านี้จึงถูกใช้งานเป็นจำนวนมากทั่วพื้นที่ที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ในภูมิภาคต่างๆ เช่น ยุโรปและสหรัฐอเมริกา หลายครัวเรือนติดตั้งอินเวอร์เตอร์พลังงานปานกลางถึงต่ำบนหลังคา ในทำนองเดียวกัน สถานีรถไฟหรือหลังคาโรงงานอาจใช้อินเวอร์เตอร์เหล่านี้จำนวนมากเพื่อสร้างโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก การกระจายอย่างกว้างขวางนี้จำเป็นต้องมีการจัดการอินเวอร์เตอร์อย่างมีประสิทธิผลภายในพื้นที่เฉพาะ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และมีเสถียรภาพ ขณะเดียวกันก็สามารถตอบสนองความต้องการได้ทันท่วงที วิธีการจัดการเกี่ยวข้องกับการจัดเตรียมโมดูลการสื่อสารให้กับอินเวอร์เตอร์ ซึ่งช่วยให้ระบบกำกับดูแลสามารถตรวจสอบสถานะของอินเวอร์เตอร์ทั้งหมด และทำหน้าที่ควบคุมและกำหนดเวลาได้ตามต้องการ

วิธีการสื่อสารที่เชื่อถือได้ คุ้มค่า และบำรุงรักษาง่ายถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ในปัจจุบัน วิธีการที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ การสื่อสารไร้สาย (เช่น Wi-Fi, LoRa), RS485 และ Power Line Communication (PLC) การสื่อสารไร้สายช่วยลดความจำเป็นในการเดินสายเคเบิล ช่วยประหยัดค่าสายสื่อสารและแรงงานในการติดตั้ง อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเป็นอย่างมาก และไวต่อการรบกวนจากสิ่งกีดขวางแผงโซลาร์เซลล์และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

RS485 ให้การสื่อสารที่เสถียรและความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง แต่ต้องมีค่าใช้จ่ายจำนวนมากและความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการติดตั้งครั้งแรกและการดำเนินการและการบำรุงรักษาในภายหลัง ในทางตรงกันข้าม PLC ใช้สายไฟที่มีอยู่สำหรับการส่งข้อมูล โดยไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิลเพิ่มเติม ลดค่าแรงและวัสดุ และช่วยให้สามารถสื่อสารได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า ในขณะเดียวกันก็ให้ความน่าเชื่อถือมากกว่าโซลูชันไร้สาย

ด้วยการบูรณาการโมดูล PLC ระบบอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะกลายเป็นโหนดในไมโครกริด ซึ่งสามารถรับข้อมูลใดๆ ที่ส่งผ่านกริดอัจฉริยะได้ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการขยายฟังก์ชันเพิ่มเติมในอนาคต

รูปที่ 1 แสดงบล็อกไดอะแกรมของระบบภูมิภาคสำหรับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีฟังก์ชัน PLC ในการตั้งค่านี้ อุปกรณ์รับส่งสัญญาณ PLC จะได้รับการติดตั้งบนอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ผูกกับกริดภายในพื้นที่ที่กำหนด ทำให้เกิดโครงสร้างการสื่อสารที่ใช้สายไฟเป็นบัสการสื่อสาร ในบรรดาอุปกรณ์จำนวนหนึ่งภายในระยะทางที่กำหนด จำเป็นต้องใช้โมเด็มตัวรับส่งสัญญาณเพื่อประมวลผลข้อมูลภายในพื้นที่ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มคอมพิวเตอร์ควบคุมเพื่อส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายชั้นบน