INVOLAR یا اینولار یکی از برندهای شناخته‌شده در حوزه میکرو اینورترهای خورشیدی (Solar Micro Inverter) است که فعالیت خود را در کشور چین و با تمرکز بر فناوری سیستم‌های فتوولتائیک و تبدیل انرژی خورشیدی آغاز کرد. برخلاف اینورترهای استرینگ که چندین پنل خورشیدی را به یک اینورتر مرکزی یا رشته‌ای متصل می‌کنند، میکرواینورترهای INVOLAR در سطح ماژول یا در گروه‌های کوچک پنل‌ها قرار می‌گیرند و وظیفه تبدیل جریان مستقیم تولیدشده توسط پنل خورشیدی به جریان متناوب قابل استفاده در شبکه برق را بر عهده دارند.

نام INVOLAR در بازار تجهیزات خورشیدی بیشتر با خانواده میکرواینورترهای MAC، به‌خصوص مدل‌های MAC250 و MAC500، شناخته شده است. این محصولات برای سیستم‌های خورشیدی متصل به شبکه یا Grid-Tied طراحی شده‌اند و در کنار تجهیزات ارتباطی و پایش مانند eGate و eLog، یک معماری ماژولار برای تولید، تبدیل و پایش انرژی خورشیدی ایجاد می‌کردند.

یکی از ویژگی‌های مهم رویکرد INVOLAR، تمرکز بر تبدیل انرژی در نزدیکی پنل خورشیدی است. این معماری می‌تواند در پروژه‌هایی که پنل‌ها در جهت‌ها، زاویه‌ها یا شرایط تابشی متفاوت نصب شده‌اند، مزیت‌هایی نسبت به طراحی‌های کاملاً متمرکز ایجاد کند. در چنین ساختاری هر میکرواینورتر عملکرد پنل یا پنل‌های متصل به خود را مدیریت می‌کند و انرژی DC را به AC تبدیل می‌نماید.

تاریخچه برند INVOLAR

بر اساس گزارش‌های صنعتی موجود، INVOLAR Corporation Ltd. در سال 2008 در چین تأسیس شد و از حدود سال 2009 فعالیت خود را در زمینه توسعه فناوری میکرواینورترهای فتوولتائیک گسترش داد. این شرکت در دوره‌ای وارد بازار شد که فناوری میکرواینورتر هنوز در مقایسه با اینورترهای استرینگ سهم کوچک‌تری از بازار سیستم‌های خورشیدی داشت و توسعه معماری تبدیل انرژی در سطح پنل یکی از موضوعات مهم صنعت PV محسوب می‌شد.

INVOLAR در ادامه با توسعه محصولات سری MAC تلاش کرد راهکارهای میکرواینورتری را برای سیستم‌های خورشیدی متصل به شبکه ارائه کند. مدل MAC250 یکی از محصولات اولیه و شاخص این شرکت بود و در مستندات فنی، یک میکرواینورتر تک‌فاز، متصل به شبکه و مجهز به ترانسفورمر معرفی شده است.

فعالیت INVOLAR تنها به خود میکرواینورتر محدود نمی‌شد. معماری این شرکت شامل تجهیزات ارتباطی و مدیریت داده نیز بود. محصول eGate به‌عنوان رابط اتصال سیستم میکرواینورتر به شبکه برق طراحی شده بود و قابلیت‌هایی مانند حفاظت در برابر شرایط نامناسب ولتاژ و فرکانس، عملکرد ضد جزیره‌ای و جمع‌آوری داده‌های عملکردی را در ساختار سیستم بر عهده داشت.

در گزارش‌های صنعتی آن دوره، INVOLAR به‌عنوان یکی از شرکت‌های چینی فعال در توسعه فناوری میکرواینورتر معرفی شده است. همچنین در سال 2013، استفاده از بیش از 4000 دستگاه MAC250 در یک پروژه خورشیدی پشت‌بامی در شانگهای گزارش شد که نشان‌دهنده استفاده عملی از فناوری این شرکت در پروژه‌های بزرگ مقیاس آن دوره است.

میکرو اینورتر چیست و INVOLAR چگونه از این فناوری استفاده می‌کند؟

برای درک بهتر محصولات INVOLAR ابتدا باید مفهوم میکرواینورتر را شناخت. در یک سیستم خورشیدی معمولی، چند پنل به‌صورت سری به یک رشته یا String متصل می‌شوند و سپس این رشته‌ها به یک اینورتر استرینگ متصل می‌شوند. در مقابل، در معماری میکرواینورتر، تبدیل DC به AC در نزدیکی پنل‌های خورشیدی انجام می‌شود.

پنل خورشیدی برق DC تولید می‌کند، در حالی که شبکه برق ساختمان یا شبکه عمومی به برق AC نیاز دارد. میکرواینورتر این انرژی DC را دریافت کرده و پس از انجام فرآیندهای کنترل و تبدیل، خروجی AC مناسب برای اتصال به شبکه را تولید می‌کند.

در معماری INVOLAR، میکرواینورترهای سری MAC در زیر یا نزدیک پنل‌های خورشیدی نصب می‌شوند. این روش باعث می‌شود تبدیل انرژی به جای انتقال برق DC در مسیرهای طولانی، نزدیک منبع تولید انجام شود. در نتیجه طراحی سیستم می‌تواند ماژولارتر شود و توسعه یا عیب‌یابی سیستم نیز در سطح واحدهای کوچک‌تر امکان‌پذیر باشد.

میکرو اینورتر INVOLAR MAC250

INVOLAR MAC250 یکی از شناخته‌شده‌ترین محصولات این برند است. این دستگاه یک میکرواینورتر فتوولتائیک تک‌فاز و متصل به شبکه محسوب می‌شود که برای تبدیل انرژی تولیدشده توسط پنل خورشیدی به برق AC طراحی شده است.

بر اساس دیتاشیت مدل MAC250A-230، حداکثر توان DC ورودی این خانواده حدود 250 وات است و محدوده ولتاژ DC کاری آن حدود 20 تا 50 ولت گزارش شده است. محدوده MPPT نیز در نمونه اروپایی حدود 24 تا 40 ولت عنوان شده است. توان نامی خروجی AC در دمای 25 درجه سانتی‌گراد حدود 235 وات بوده و بازده پیک دستگاه حدود 95 درصد گزارش شده است.

این مشخصات نشان می‌دهد که MAC250 برای نسل پنل‌هایی با توان‌های پایین‌تر که در زمان معرفی محصول رایج بودند طراحی شده بود. بنابراین هنگام استفاده از این مدل در پروژه‌های امروزی، بررسی دقیق مشخصات پنل، به‌خصوص Voc، Vmp، Isc و Imp، اهمیت بسیار زیادی دارد. نباید صرفاً بر اساس توان اسمی پنل تصمیم گرفت، زیرا حداکثر ولتاژ ورودی میکرواینورتر یک پارامتر حیاتی برای سازگاری تجهیزات است.

مدل‌های مختلف MAC250 برای استانداردها و شبکه‌های برق کشورهای گوناگون ارائه شده بودند و مشخصات خروجی AC آنها بر اساس بازار مقصد تغییر می‌کرد. در نمونه اروپایی، خروجی نامی 230 ولت و فرکانس 50 هرتز در نظر گرفته شده بود.

میکرو اینورتر INVOLAR MAC500

INVOLAR MAC500 یکی دیگر از محصولات مهم این خانواده است که برای اتصال دو ماژول خورشیدی طراحی شده بود. در دیتاشیت این مدل، توان ورودی پیشنهادی حدود 300 وات برای هر یک از دو ورودی و توان خروجی AC نامی 500 وات ذکر شده است.

MAC500 دارای دو ورودی DC بوده و محدوده کاری DC آن در دیتاشیت 18 تا 50 ولت و محدوده MPPT حدود 28 تا 40 ولت اعلام شده است. حداکثر جریان DC برای ورودی‌ها 10 آمپر و حداکثر توان AC خروجی 500 وات ذکر شده است.

بازده پیک این مدل حدود 95.5 درصد و ضریب توان بیشتر از 0.99 گزارش شده است. این ویژگی‌ها برای یک میکرواینورتر متصل به شبکه در نسل خود قابل توجه بوده و نشان‌دهنده تمرکز INVOLAR بر کاهش تلفات تبدیل انرژی و ارائه خروجی با کیفیت مناسب بوده است.

MAC500 همچنین برای نصب در فضای بیرونی طراحی شده و در مستندات محصول، محدوده دمای کاری حدود منفی 40 تا مثبت 65 درجه سانتی‌گراد برای آن ذکر شده است. این موضوع برای تجهیزات خورشیدی که معمولاً در فضای بیرونی و در معرض تغییرات دمایی قرار دارند اهمیت دارد.

سیستم ارتباطی و پایش INVOLAR؛ eGate و eLog

یکی از بخش‌های جالب معماری INVOLAR، توجه به ارتباطات و پایش سیستم است. در سیستم‌های میکرواینورتر، تعداد زیادی واحد الکترونیکی در کنار پنل‌ها نصب می‌شوند و بنابراین جمع‌آوری اطلاعات عملکرد آنها اهمیت زیادی دارد.

eGate در معماری INVOLAR به‌عنوان یک رابط شبکه یا Power Interface برای سیستم میکرواینورتر عمل می‌کرد. طبق دفترچه فنی، eGate در نقطه اتصال سیستم به شبکه نصب شده و وظایفی مانند کنترل شرایط شبکه، حفاظت در برابر افزایش یا کاهش ولتاژ و فرکانس و عملکرد ضد جزیره‌ای را بر عهده داشته است.

علاوه بر این، eGate اطلاعات عملکردی میکرواینورترها را جمع‌آوری می‌کرد و می‌توانست داده‌ها را برای سامانه SEDAS یا Solar Energy Data Acquisition System ارسال کند. این ساختار امکان مشاهده و پایش عملکرد انرژی تولیدشده توسط سیستم را فراهم می‌کرد.

وجود چنین معماری‌ای نشان می‌دهد که INVOLAR تنها روی تبدیل DC به AC تمرکز نکرده بود، بلکه ارتباط، پایش، حفاظت و مدیریت داده را نیز به‌عنوان بخشی از یک سیستم میکرواینورتری در نظر گرفته بود.

مزایای استفاده از میکرواینورترهای INVOLAR

یکی از مزایای اصلی معماری میکرواینورتر، مدیریت مستقل‌تر پنل‌ها است. در سیستم‌های استرینگ، عملکرد مجموعه‌ای از پنل‌ها می‌تواند تحت تأثیر عملکرد ضعیف یکی از پنل‌ها قرار گیرد. در معماری میکرواینورتر، هر واحد تبدیل انرژی به یک پنل یا تعداد محدودی پنل اختصاص پیدا می‌کند.

این موضوع به‌خصوص در ساختمان‌هایی که بخشی از پنل‌ها در ساعات مختلف روز سایه می‌گیرند، یا پنل‌ها در جهت‌های متفاوت نصب شده‌اند، اهمیت پیدا می‌کند. در چنین شرایطی می‌توان عملکرد هر بخش از سیستم را مستقل‌تر مدیریت کرد.

ساختار ماژولار همچنین می‌تواند توسعه سیستم را ساده‌تر کند. در صورت طراحی صحیح، اضافه کردن پنل‌های جدید می‌تواند با اضافه کردن میکرواینورترهای متناظر انجام شود، البته این موضوع باید با محدودیت‌های مدار AC، حفاظت، ظرفیت شبکه و استانداردهای نصب مطابقت داشته باشد.

از دیگر مزایای این معماری می‌توان به کاهش ولتاژهای DC بالا در مسیرهای طولانی اشاره کرد. با این حال، این مزیت به معنای حذف نیاز به رعایت اصول ایمنی نیست و نصب میکرواینورتر نیز باید توسط نیروی متخصص و مطابق مقررات برق و دستورالعمل سازنده انجام شود.

بازده و عملکرد انرژی در میکرواینورترهای INVOLAR

بازده یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی اینورتر خورشیدی است. هرچه تلفات تبدیل DC به AC کمتر باشد، بخش بیشتری از انرژی تولیدشده توسط پنل می‌تواند به شبکه منتقل شود.

در مدل‌های شناخته‌شده INVOLAR مانند MAC250 و MAC500، بازده پیک در محدوده حدود 95 تا 95.5 درصد گزارش شده است. البته بازده واقعی سیستم در شرایط کاری مختلف ثابت نیست و به عواملی مانند ولتاژ ورودی، دمای محیط، میزان تابش خورشید، بار شبکه و شرایط نصب بستگی دارد.

بنابراین در زمان مقایسه یک میکرواینورتر با مدل‌های دیگر نباید فقط عدد Peak Efficiency را بررسی کرد. منحنی بازده، بازده وزنی، محدوده MPPT، توان قابل اتصال پنل، قابلیت‌های ارتباطی، استانداردهای شبکه و شرایط محیطی نیز باید مورد توجه قرار گیرند.

حفاظت و عملکرد ضد جزیره‌ای در INVOLAR

میکرواینورترهای متصل به شبکه باید بتوانند وضعیت شبکه برق را تشخیص دهند. یکی از مهم‌ترین الزامات سیستم‌های Grid-Tied، Anti-Islanding یا حفاظت ضد جزیره‌ای است.

در صورت قطع برق شبکه، یک اینورتر متصل به شبکه نباید همچنان به‌صورت مستقل ولتاژ را روی شبکه عمومی اعمال کند. در مستندات MAC250، عملکرد قطع خروجی در صورت از دست رفتن شبکه و الزامات مرتبط با ولتاژ و فرکانس شبکه تشریح شده است.

این قابلیت برای ایمنی کارکنان شبکه برق و همچنین حفاظت از تجهیزات ضروری است. به همین دلیل استفاده از میکرواینورتر متصل به شبکه باید همواره بر اساس استانداردهای کشور مقصد و مشخصات همان مدل انجام شود.

کاربرد میکرواینورترهای INVOLAR در سیستم‌های خورشیدی

میکرواینورترهای INVOLAR به‌طور ویژه برای سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه مناسب طراحی شده بودند. چنین سیستم‌هایی می‌توانند در ساختمان‌های مسکونی، پروژه‌های تجاری، پشت‌بام‌ها و پروژه‌های خورشیدی کوچک و متوسط مورد استفاده قرار گیرند.

یکی از کاربردهای جذاب معماری میکرواینورتر، پروژه‌های پشت‌بامی با شرایط نصب پیچیده است. در ساختمان‌هایی که بخشی از سقف به سمت شرق، بخش دیگر به سمت جنوب یا غرب قرار دارد، استفاده از ساختار ماژولار می‌تواند انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به یک رشته‌بندی سنتی ایجاد کند.

همچنین در پروژه‌هایی که بخشی از پنل‌ها در ساعات خاصی از روز تحت سایه ساختمان، دودکش، درخت یا سازه قرار می‌گیرند، معماری سطح پنل می‌تواند امکان مدیریت بهتر تفاوت عملکرد ماژول‌ها را فراهم کند.

با این حال، انتخاب میکرواینورتر باید با توجه به مشخصات واقعی پنل‌های مورد استفاده انجام شود. به‌خصوص برای مدل‌های قدیمی‌تر INVOLAR مانند MAC250 و MAC500، باید دقت کرد که بسیاری از پنل‌های مدرن امروزی توان و مشخصات الکتریکی متفاوتی با پنل‌های زمان عرضه این محصولات دارند.

نکات مهم هنگام انتخاب میکرواینورتر INVOLAR

هنگام انتخاب یک میکرواینورتر INVOLAR، اولین موضوع بررسی سازگاری الکتریکی آن با پنل خورشیدی است. پارامترهایی مانند ولتاژ مدار باز Voc، ولتاژ نقطه توان بیشینه Vmp، جریان اتصال کوتاه Isc و جریان نقطه توان بیشینه Imp باید با محدوده ورودی میکرواینورتر مقایسه شوند.

حداکثر ولتاژ DC اهمیت ویژه‌ای دارد. برای نمونه، در دیتاشیت‌های خانواده MAC250 و MAC500 مقدار حداکثر ولتاژ DC حدود 50 ولت ذکر شده است. بنابراین اتصال پنلی که در شرایط واقعی می‌تواند ولتاژی بالاتر از محدوده مجاز تولید کند، می‌تواند خطرناک باشد و با مشخصات دستگاه سازگار نباشد.

موضوع دیگر توان پنل است. اگرچه در برخی طراحی‌های خورشیدی امکان Oversizing کنترل‌شده توان DC نسبت به توان AC وجود دارد، این کار باید بر اساس محدوده مجاز سازنده انجام شود. افزایش بیش از حد توان پنل می‌تواند موجب Clipping و کاهش بخشی از انرژی قابل برداشت شود.

ولتاژ و فرکانس شبکه نیز باید با نسخه میکرواینورتر مطابقت داشته باشد. مدل‌های مختلف INVOLAR برای بازارهای مختلف با مشخصات شبکه متفاوت عرضه شده‌اند؛ بنابراین باید دقیقاً از نسخه‌ای استفاده کرد که برای شبکه برق مورد نظر طراحی و تأیید شده است.

INVOLAR در مقایسه با اینورترهای استرینگ

تفاوت اصلی میکرواینورتر INVOLAR با یک اینورتر استرینگ در محل انجام تبدیل انرژی و معماری سیستم است. در اینورتر استرینگ، چند پنل در یک یا چند رشته به یک دستگاه مرکزی متصل می‌شوند. در مقابل، در معماری میکرواینورتر، هر پنل یا گروه کوچک پنل‌ها دارای مبدل اختصاصی خود هستند.

معماری میکرواینورتر می‌تواند در سیستم‌هایی که پنل‌ها شرایط تابشی متفاوتی دارند مزیت داشته باشد. همچنین خرابی یک واحد معمولاً کل سیستم را مانند خرابی یک اینورتر مرکزی از مدار خارج نمی‌کند.

در طرف مقابل، سیستم‌های میکرواینورتری دارای تعداد بیشتری تجهیزات الکترونیکی هستند و هزینه اولیه، پیچیدگی ارتباطی و دسترسی برای سرویس نیز باید در طراحی لحاظ شود. بنابراین انتخاب بین میکرواینورتر و اینورتر استرینگ باید بر اساس نوع پروژه، اندازه سیستم، شرایط سایه، تعداد پنل‌ها، هزینه، نگهداری و الزامات فنی انجام شود.

تجهیزات مرتبط با INVOLAR

سبد شناخته‌شده محصولات INVOLAR تنها شامل میکرواینورترها نبود. در معماری محصولات این شرکت، تجهیزات ارتباطی و مدیریت سیستم نیز نقش مهمی داشتند. مهم‌ترین نام‌هایی که در مستندات محصولات INVOLAR دیده می‌شوند عبارت‌اند از:

• INVOLAR MAC250: میکرواینورتر تک‌فاز متصل به شبکه برای یک پنل یا ماژول خورشیدی.
• INVOLAR MAC250A: نسخه‌ها و پیکربندی‌های مختلف MAC250 برای بازارهای متفاوت.
• INVOLAR MAC500: میکرواینورتر با دو ورودی PV و توان AC نامی حدود 500 وات.
• INVOLAR eGate: رابط سیستم و تجهیزات ارتباطی مرتبط با اتصال و حفاظت شبکه.
• INVOLAR eLog: تجهیزات مرتبط با ثبت و انتقال اطلاعات سیستم.
• INVOLAR SEDAS: سامانه جمع‌آوری و پایش داده‌های انرژی خورشیدی در معماری محصولات آن دوره.

اهمیت دیتاشیت در خرید میکرواینورتر INVOLAR

با توجه به اینکه بسیاری از محصولات شناخته‌شده INVOLAR مربوط به نسل‌های قبلی فناوری میکرواینورتر هستند، بررسی دیتاشیت و دفترچه نصب قبل از خرید اهمیت بسیار زیادی دارد. نمی‌توان یک محصول قدیمی را صرفاً به دلیل نام برند با پنل‌های مدرن و توان بالا سازگار فرض کرد.

برای مثال، اگر یک میکرواینورتر حداکثر ورودی DC برابر 50 ولت داشته باشد، پنل خورشیدی مورد استفاده باید از نظر ولتاژ در محدوده مجاز دستگاه قرار گیرد. همچنین باید جریان ورودی و توان قابل اتصال نیز بررسی شود. این مسئله یکی از مهم‌ترین نکات فنی هنگام استفاده از میکرواینورترهای نسل قدیمی INVOLAR در پروژه‌های جدید است.

برند INVOLAR برای چه پروژه‌هایی مناسب است؟

از نظر معماری، میکرواینورترهای INVOLAR برای پروژه‌هایی که به ساختار ماژولار، تبدیل انرژی در سطح پنل و اتصال به شبکه نیاز دارند طراحی شده‌اند. سیستم‌های پشت‌بامی، پروژه‌های خورشیدی کوچک، سیستم‌هایی با جهت‌گیری متفاوت پنل‌ها و پروژه‌هایی که پایش واحدهای مختلف اهمیت دارد، از جمله کاربردهای این فناوری هستند.

با این حال، برای پروژه‌های جدید باید علاوه بر نام برند، وضعیت موجودی، تاریخ تولید، شرایط گارانتی، دسترسی به تجهیزات ارتباطی، سازگاری با شبکه برق ایران و امکان تأمین قطعات و خدمات پس از فروش نیز بررسی شود. این موضوع به‌خصوص درباره محصولات قدیمی‌تر اهمیت بیشتری دارد.

جمع‌بندی درباره میکرو اینورتر INVOLAR

INVOLAR یکی از برندهای باسابقه در توسعه فناوری میکرواینورترهای خورشیدی است که در چین شکل گرفت و در سال‌های ابتدایی توسعه بازار میکرواینورتر، محصولاتی مانند MAC250 و MAC500 را برای سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه ارائه کرد. معماری این شرکت علاوه بر میکرواینورتر، شامل تجهیزات ارتباطی و پایش مانند eGate و eLog نیز بود که امکان مدیریت و نظارت بر عملکرد سیستم را فراهم می‌کردند.

MAC250 با توان DC حدود 250 وات و MAC500 با توان AC حدود 500 وات از شناخته‌شده‌ترین محصولات این خانواده هستند. مشخصات فنی منتشرشده برای این محصولات، قابلیت‌هایی مانند بازده پیک حدود 95 تا 95.5 درصد، ضریب توان بالا، عملکرد متصل به شبکه و طراحی مناسب برای نصب در محیط بیرونی را نشان می‌دهد.

یکی از مهم‌ترین مزایای معماری INVOLAR، تبدیل انرژی در سطح پنل یا گروه کوچکی از پنل‌ها است. این روش می‌تواند در پروژه‌هایی که پنل‌ها شرایط تابشی متفاوت دارند یا بخشی از آرایه دچار سایه می‌شود، نسبت به معماری سنتی استرینگ انعطاف بیشتری ایجاد کند.

در نهایت، هنگام خرید یا استفاده از میکرواینورتر INVOLAR باید به تاریخ تولید محصول، مدل دقیق، ولتاژ و جریان ورودی، توان مجاز پنل، محدوده MPPT، ولتاژ و فرکانس خروجی، استانداردهای شبکه، تجهیزات ارتباطی و امکان پشتیبانی توجه کرد. به‌خصوص در پروژه‌های امروزی که پنل‌های خورشیدی توان بسیار بالاتری نسبت به نسل‌های اولیه دارند، بررسی دقیق مشخصات فنی برای جلوگیری از ناسازگاری میان پنل و میکرواینورتر ضروری است.

بنابراین میکرو اینورتر INVOLAR را می‌توان بخشی از نسل مهم اولیه فناوری میکرواینورتر دانست؛ فناوری‌ای که با انتقال فرآیند تبدیل انرژی به سطح ماژول، مسیر متفاوتی برای طراحی سیستم‌های خورشیدی متصل به شبکه ارائه کرد و زمینه را برای توسعه گسترده‌تر معماری‌های ماژولار در صنعت فتوولتائیک فراهم ساخت.

محصولات مرتبط با برند INVOLAR

در دسته‌بندی محصولات برند INVOLAR می‌توان تجهیزات و محصولات مرتبط با سیستم‌های میکرواینورتری خورشیدی را مشاهده کرد. برخی از مهم‌ترین عناوین قابل جست‌وجو برای این برند عبارت‌اند از:

• میکرو اینورتر خورشیدی INVOLAR
• میکرو اینورتر INVOLAR MAC250
• میکرو اینورتر INVOLAR MAC250A
• میکرو اینورتر INVOLAR MAC500
• اینورتر خورشیدی متصل به شبکه INVOLAR
• میکرو اینورتر Grid-Tied اینولار
• تجهیزات ارتباطی INVOLAR eGate
• سیستم مانیتورینگ INVOLAR
• تجهیزات پایش انرژی خورشیدی INVOLAR