اینورترها دستگاه‌های الکترونیکی هستند که جریان مستقیم ( موتور DC) را به جریان متناوب (موتور AC) تبدیل می‌کنند. ظاهری ساده دارند، اما در داخل آنها تکنولوژی پیچیده‌ای به کار گرفته شده است که به کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های برقی کمک می‌کند. در این مقاله به موضوع اینورتر در کاهش مصرف برق پرداخته ایم.
اگرچه اینورترها برای فراهم کردن برق پشتیبان به لوازم خانگی یا اداری مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما خودشان نیز مقداری انرژی را مصرف می‌کنند. در واقع، همیشه مقداری از انرژی در ارتباط با عملکرد یک اینورتر از دست می‌رود. به عبارت دیگر، هنگامی که یک اینورتر را روشن می‌کنید تا برق لوازم متصل شده را تامین کنید، مقداری از انرژی به عنوان اتلاف نیز وجود دارد که اینورتر با آن مواجه می‌شود. به وضوح، حتی زمانی که اینورتر به منبع اصلی برق متصل نیست، مقداری از انرژی از دست می‌رود.
یک نکته مهم در مورد کارآیی اینورترها این است که هیچگاه نمی‌توانند به صورت 100 درصد کارآمد عمل کنند. به عبارت دیگر، همیشه مقداری از انرژی در ارتباط با عملکرد آنها از بین می‌رود. در واقع، وقتی یک اینورتر را روشن می‌کنید، به جز تأمین برق برای دستگاه‌ها و لوازم متصل شده، مقداری از انرژی نیز به عنوان اتلاف تلف می‌شود که اینورتر با آن روبرو می‌شود.
اگرچه میزان انرژی اتلافی در اینورترها وابسته به اندازه آنها است، اما همواره مقداری از تلفات انرژی وجود دارد. به عبارت دیگر، هر چه اینورتر بزرگتر باشد، مقدار تلفات انرژی نیز بیشتر خواهد بود. از این رو، در صورتی که قصد دارید یک اینورتر بزرگتر جهت تأمین برق پشتیبان را در نظر بگیرید، باید توجه داشته باشید که این اندازه بیش از حد تلفات انرژی نیز ممکن است به همراه داشته باشد.
در کل، اینورترها با توجه به عملکرد ویژه‌ای که دارند، همواره با دست دادن مقداری از انرژی روبرو هستند. به عبارت دیگر، هرگز نمی‌توانند به صورت 100 درصد کارآمد عمل کنند و مقداری از انرژی به عنوان تلفات اتلاف می‌شود.
نقش اینورترها در کاهش مصرف برق
نقش مهم اینورتر در کاهش مصرف برق از یک زاویه دیگر می‌تواند به صورت زیر توضیح داده شود:
1. تبدیل بهینه فرکانس: اکثر دستگاه‌ها و تجهیزات برقی برای عملکرد بهتر به جریان متناوب نیاز دارند. با استفاده از اینورترها، می‌توان فرکانس و ولتاژ جریان خروجی را به طور دقیق کنترل کرد، به این ترتیب مصرف انرژی دستگاه‌ها بهینه می‌شود.
2. کنترل سرعت موتورها: در صنایع و ماشین‌آلات، موتورها بخش قابل توجهی از مصرف برق را تشکیل می‌دهند. با استفاده از اینورترها، می‌توان سرعت موتورها را تنظیم کرده و به انرژی مصرفی آنها کنترل دقیق‌تری داد.
3. کاهش تلفات توان: اینورترها با تبدیل DC به AC با فرکانس متغیر، تلفات توان را کاهش می‌دهند. این تلفات در سیستم‌های برقی با جریان مستقیم به دلیل تبدیل به جریان متناوب کاهش می‌یابد.
4. ذخیره انرژی بازگشتی: در برخی موارد، میزان انرژی بازگشتی (تولید شده توسط دستگاه‌ها و تجهیزات) می‌تواند به شبکه برق برگردانده شود. اینورترها در این پروسه کمک می‌کنند تا انرژی بازگشتی به شکل بهینه به شبکه تزریق شود.
5. مدیریت بار و کنترل توان فعال و راکتیو: اینورترها می‌توانند به صورت دقیق بار را مدیریت کنند و توان فعال و راکتیو را کنترل نمایند. این کار باعث بهبود کارایی سیستم و کاهش مصرف انرژی می‌شود.
6. استفاده در انرژی‌های تجدیدپذیر: در سیستم‌های تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، اینورترها جهت تبدیل DC تولید شده توسط پنل‌ها به AC قابل استفاده در شبکه برق عمومی به کار می‌روند.
به علاوه، استفاده از اینورترها در تجهیزات خانگی نیز می‌تواند منجر به کاهش مصرف انرژی در اپلاینس‌های الکتریکی شود مانند یخچال‌ها، تلویزیون‌ها و دستگاه‌های خانگی دیگر.
به طور خلاصه، اینورترها با تبدیل بهینه انرژی و کنترل دقیق تجهیزات الکتریکی، به کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری کمک می‌کنند.
مصرف انرژی با اینورتر
کاملاً واضح است که کلیه برق ورودی به یک اینورتر، به صورت کامل به برق خروجی برای وسایل برقی تبدیل نمی‌شود. این موضوع به دلیل وجود تلفات انرژی در داخل اینورتر ایجاد می‌شود. این تلفات انرژی ناشی از چندین عامل هستند که در ادامه به توضیح آنها می‌پردازیم.
اولین عاملی که تلفات انرژی در اینورتر را ایجاد می‌کند، شارژ و دشارژ خازن‌ها در باتری‌ها است. این عملیات باعث اتلاف انرژی در اجزای داخلی اینورتر می‌شود که به صورت کامل قابل حذف نیستند.
دیگر عامل موجب تلفات انرژی، اتلاف در سیم‌ها و شارژ قطره‌ای در باتری‌ها است. شارژ قطره‌ای به شارژ باتری‌ها حتی در صورتی که به طور کامل شارژ شده باشند، اشاره دارد و این باعث از دست رفتن بخشی از انرژی می‌شود.
همچنین مهم است به این نکته توجه کرد که راندمان یک اینورتر، معمولاً در محدوده 85٪ تا 95٪ قرار دارد. به عبارت دیگر، تنها بخش کوچکی از انرژی ورودی به برق خروجی تبدیل می‌شود و بخش دیگر به عنوان تلفات انرژی از دست می‌رود.
اضافه شدن بار به اینورتر نیز می‌تواند تأثیر بزرگی بر راندمان داشته باشد. در برخی موارد، با افزایش بار متصل به اینورتر، راندمان آن نیز افزایش می‌یابد. اما پس از حد معینی، افزایش بار منجر به کاهش راندمان اینورتر خواهد شد.
با این توصیفات، اگر مثالی از یک خانوار را در نظر بگیریم که مجموع بار آن 1 کیلو ولت آمپر است و از یک اینورتر با کارایی 85٪ استفاده می‌کند، اتلاف انرژی تقریباً برابر با 150 وات خواهد بود. اگر این اینورتر به مدت 10 ساعت فعال باشد، تقریباً 1.5 واحد انرژی از دست می‌رود.
مقاله پیشنهادی نیمسکو: تفاوت کولر گازی اینورتر با معمولی
نتیجه گیری
با توجه به توضیحات ارائه شده، می‌توان نتیجه گرفت که اینورترها به عنوان دستگاه‌های تبدیل برق، از برق ورودی به برق خروجی برای وسایل برقی تبدیل می‌کنند. اما این تبدیل انرژی با تلفاتی همراه است که از موارد مختلفی نظیر تلفات در اجزای داخلی اینورتر، اتلاف در سیم‌ها، شارژ قطره‌ای در باتری‌ها و غیره ناشی می‌شود. به دلیل این تلفات، کل برق ورودی به اینورتر به برق خروجی تبدیل نمی‌شود و راندمان اینورتر به عاملی بین 85٪ تا 95٪ محدود می‌شود.
همچنین در این توضیحات به این نکته پرداخته شد که اندازه اینورتر نیز بر تلفات انرژی تأثیر دارد. اینورتر‌های بزرگتر ممکن است تلفات انرژی بیشتری داشته باشند در حالی که اینورتر‌های کوچکتر می‌توانند تلفات کمتری داشته باشند.
با توجه به این تلفات انرژی، استفاده از اینورترها به‌منظور کاهش مصرف برق و افزایش بهره‌وری انرژی می‌تواند مؤثر باشد. با انتخاب اینورتر‌های با کارایی بالا و متناسب با بار مصرفی، می‌توان تلفات انرژی را به حداقل رسانده و در نتیجه، میزان انرژی تلف شده را کاهش داد.
در نهایت، در انتخاب و استفاده از اینورتر در کاهش مصرف برق، لازم است به جنبه‌های مختلف این دستگاه‌ها توجه داشته و به‌طور دقیق مشخص کنید که چگونه از آنها بهره‌برداری کنید تا مزیت‌های بهینه را برای خود دست‌یابی کنید.
