یو پی اس خورشیدی چیست؟ چه کاربردی دارد؟ و چگونه کار میکند؟

یو پی اس ها دستگاه ‏هایی برای تامین انرژی الکتریکی وسایل مصرف کننده انرژی الکتریکی در زمان بروز اشکال در شبکه اصلی برق هستند. برخلاف یک ژنراتور آماده به کار یا سایر منابع توان اضطراری، یو پی اس ها می‏ توانند به صورت آنی توان الکتریکی مورد نیاز بار را در زمان قطعی برق اصلی فراهم سازند. قطعی‏ های برق معمولا چیزی در حدود ۲۰ دقیقه به طول می‏ انجامد. اما گاهی این زمان به چندین ساعت می‏ رسد. همین که چند دقیقه از قطعی برق بگذرد، مشکلات آغاز می‏ شوند. در این میان، استفاده از یک منبع تغذیه خورشیدی منجر به افزایش کارایی این تکنولوژی می‏ شود و باعث می‏ شود شبکه تغذیه الکتریکی خانه، فارغ از آب و هوا یا زمان، پایدار باشد. Solar UPS که گاهی به عنوان یو پی اس های هیبریدی خورشیدی شناخته می ‏شوند، یکی از انواع یو پی اس ها هستند که از انرژی خورشیدی بعنوان یک منبع بالقوه و دائمی انرژی برای تامین انرژی الکتریکی پایدار بهره می‏گیرند. تا انتهای مقاله با هوگون همراه شوید تا با نحوه کار و اجزای یو پی اس خورشیدی بیشتر آشنا شویم.

 

یو پی اس خورشیدی چگونه کار می کند؟

از انرژی خورشیدی به دلیل تغییرات پیوسته در طول سال، نمی‏توان به عنوان منبع اصلی برای تامین توان الکتریکی بهره برد، اما در جایگاه یک منبع بکاپ انرژی الکتریکی بسیار مناسب است.

تا زمانی که اتصال به شبکه برق وجود دارد، کاربر می‏ تواند از انرژی خورشیدی بدون استفاده از باطری بکاپ بهره ببرد. اما وقتی شبکه برق دچار مشکل می‏ شود لازم است آرایه‏ های خورشیدی خاموش شوند. اما آن دسته از کاربران شبکه برق خورشیدی که مجهز به یو پی اس هستند می‏ توانند توان الکتریکی مورد نیاز منازلشان را در مدت زمان بروز اختلال در شبکه برق تامین کنند.

 

بیشتر بخوانید: یو پی اس چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

 

اینورترهای ولتاژ الکتریکی خورشیدی به طور پیوسته از باطری جریان نمی‏ کشند. در اینجا یک عملگر داخلی وجود دارد که مانع از دشارژ عمیق باطری می‏ شود و طول عمر بالا را برای باطری تضمین می ‏کند. پنل‏های خورشیدی می ‏توانند مستقیما به یو پی اس های هیبریدی خورشیدی وصل شوند. در این حالت به یک دستگاه کنترل‏ کننده شارژ خورشیدی نیاز داریم تا جریان مربوط به پنل‏ های خورشیدی را تنظیم کند. اما نباید پنل‏ های خورشیدی با خروجی DC را به طور مستقیم به اینورتر خورشیدی وصل کرد.

 

یو پی اس خورشیدی از چه اجزایی تشکیل شده است؟

یو پی اس خورشیدی از سه جزء اصلی تشکیل شده است: اینورتر، باطری و کنترل‏ کننده شارژ. در Solar UPS، باطری بکاپ به واسطه یک پنل خورشیدی و از طریق یک کنترل‏ کننده شارژ می‏شود و یک اینورتر انرژی خورشیدی، برق DC را به AC تبدیل می‏کند. کنترل‏ کننده شارژ خورشیدی یک کنترل‏ کننده نهایی است که انرژی منتقل شده به باطری را تنظیم می‎کند که این انرژی می‏توان انرژی تامین شده از پنل خورشیدی یا منبع توان اصلی باشد. در اینجا یک رله برای انجام فرآیند سوئیچینگ بین این دو حالت تعبیه شده است.

 

ظرفیت یو پی اس خورشیدی چقدر است؟

ظرفیت یو پی اس‏ ها فارغ از نوع آنها، متناسب با بار در زمان قطعی شبکه برق اصلی محاسبه و انتخاب می‏ گردد. منظور از بار مجموع بارهایی است که لازم است در زمان قطعی برق توسط یو پی اس پشتیبانی شوند. بنابراین ظرفیت یو پی اس از نوع معمولی یا یو پی اس خورشیدی با توجه به شرایط ذیل تعیین می‏ گردد:

• تمام وسایل الکتریکی که لازم است توسط یو پی اس پشتیبانی شوند را لیست کنید.
• ولتاژ و آمپراژ هر یک از وسایل را یادداشت کنید.
• حاصل ضرب ولتاژ در آمپراژ را برای هر یک از وسایل بدست آورید تا مجموع حاصل ضرب ها بدست آید.
• عدد بدست آمده را در ۱٫۲ ضرب کنید تا عدد نهایی بدست آید.
• با استفاده از عدد نهایی بدست آمده یو پی اس مطلوب را انتخاب کنید.

با انتخاب صحیح ظرفیت یو پی اس معمولی یا یو پی اس خورشیدی با استفاده از محاسبات بالا، در صورتی که از حدود ۸۰ درصد ظرفیت یو پی اس نیز استفاده گردد، قادر خواهد بود تا نیاز الکتریکی شبکه بار را پاسخگو باشد. همچنین فرمول‏ هایی وجود دارد که می‏توان محاسبه کرد در صورتی که کمتر از ۸۰ درصد ظرفیت یو پی اس شارژ باشد تا چند ساعت می‏توان انرژی الکتریکی مصرف‏ کننده‎‏ها را تامین کرد.

 

کاربرد یو پی اس خورشیدی چیست؟

انرژی خورشیدی مزایای بیشماری دارد که برخی از آنها عبارتند از:

• تجدیدپذیر است.
• آلایندگی ندارد و هیچ ماده یا محصول شیمیایی تولید نمی‎کند.
• هم در حالت آماده به کار شبکه قابل استفاده است و هم به عنوان منبع جایگزین در مواقع بحرانی.
• در مناطق دورافتاده قابل استفاده است.

با توجه به ویژگی‏ های خاص انرژی الکتریکی خورشیدی نسبت به سایر انرژی‏ ها، از یو پی اس های خورشیدی می‏ توان در مناطق دورافتاده و یا موقعیت‏ هایی که برق اصلی شبکه دچار قطعی ‏های مکرر یا طولانی هست و به خصوص برای استفاده‏ های خانگی بهره برد. بنابراین در هنگام انتخاب و خرید یو پی اس مناسب، می‏ توان با یک بررسی کارشناسی و در صورت تناسب نوع یو پی اس با نیازمندی‏ های شبکه مصرف کننده، از یو پی اس نوع خورشیدی استفاده کرد.

 

همچنین بخوانید: راهنمای انتخاب یو پی اس برای کامپیوتر

 

تفاوت یو پی اس خورشیدی با یو پی اس معمولی چیست؟

تفاوت یو پی اس خورشیدی و اینورتر (یو پی اس خانگی) در این است که یو پی اس خورشیدی دارای دو شارژر داخلی است که یکی مربوط به شارژ از طریق شبکه برق اصلی و یکی شارژ از طریق انرژی خورشیدی است. وقتی شبکه برق اصلی فعال است، یو پی اس با استفاده از انرژی الکتریکی که از شبکه تامین می ‏گردد باطری را شارژ می‏ کند. در حالتی که برق اصلی غیرفعال است، اینورتر برق DC باطری را برای مصرف توسط وسایل الکتریکی به برق AC تبدیل می‏ کند. در یو پی اس خورشیدی، کنترل‏ کننده شارژ با استفاده از پنل ‏های خورشیدی باطری را شارژ می‏ کند و بنابراین اینورتر خورشیدی هم برق DC را به برق AC تبدیل می‏ کند. اینورتر خورشیدی بصورت دائمی از باطری جریان نمی‏کشد و مکانیزم موجود در آن مانع از خالی شدن کامل باطری می‏شود. لازم به ذکر است اما اگر واژه «اینورتر» به تنهایی مورد استفاده قرار گرفت منظور دستگاهی است که تنها وظیفه ‏اش تبدیل ولتاژ DC باطری به AC است.

 

چگونه می‏توان یو پی اس معمولی را به یو پی اس خورشیدی تبدیل کرد؟

برای تبدیل یک یو پی اس معمولی به یو پی اس خورشیدی ما به یک قطعه مبدل به نام «کنترل کننده شارژ خورشیدی» نیاز داریم. با استفاده از کنترل کننده شارژ خورشیدی می‏ توانیم یو پی اس موجود که غیرخورشیدی است را به یک سیستم خورشیدی تبدیل کنیم. کنترل کننده شارژ خورشیدی یک قطعه کوچک خورشیدی است که بین پنل خورشیدی و اینورتر قرار می‏گیرد. در کنترل کننده شارژ خورشیدی یک شکاف برای افزونه سخت‏ افزاری تعبیه شده است. تنها کاری که لازم است این است که اینورتر خود را به کنترل کننده شارژ خورشیدی اضافه کنید. به علاوه اینکه به باطری خورشیدی نیز وصل می ‏شود. بعد از نصب کنترل کننده شارژ خورشیدی، به یک پنل خورشیدی و یک باطری خورشیدی نیاز دارید. با این کار بدون صرف هزینه سنگین می‏ توان یک یو پی اس خورشیدی در اختیار داشت. به علاوه این کار منافع دیگری نیز دارد که برخی از آن ها عبارتند از:

 

• باعث کاهش مبلغ قبض برق می‏ گردد.
• نیازی به خرید اینورتر خورشیدی جداگانه برای داشتن یک سیستم خورشیدی نیست.
• این سیستم، هم کار یو پی اس معمولی را انجام می‏ دهد و هم یک اینورتر خورشیدی است.
• اینورتر خورشیدی مانع از بازگشت جریان الکتریکی از باطری خورشیدی به پنل خورشیدی می‏ شود.
• بهترین گزینه برای تولید انرژی الکتریکی برای منازل است.
• اینورتر خورشیدی ایمنی پنل و باطری خورشیدی را تضمین می ‏کند.
• از خرید که اینورتر خورشیدی مقرون به صرفه‏ تر است.
• اینورتر خورشیدی طول عمر باطری خورشیدی را افزایش می ‏دهد. به علاوه اینکه از شارژ بیش از حد باطری جلوگیری می‏ کند.
• بهترین کاربرد برای اینورترهای قدیمی و در دسترس است.
• نیاز به سیم ‏کشی ‏های خاص ندارد و فقط کافیست از یک کیت تبدیل خورشیدی و اینورتر موجود برای این کار استفاده کنید.