อินเวอร์เตอร์คืออะไร? เจาะลึกหลักการทำงานและบทบาทสำคัญในภาคอุตสาหกรรม

ชนิดของอินเวอร์เตอร์

อินเวอร์เตอร์สามารถแบ่งออกได้หลายชนิด ขึ้นอยู่กับเกณฑ์การแบ่ง เช่น รูปแบบคลื่นไฟฟ้าขาออก หรือการใช้งานในระบบต่าง ๆ

แบ่งตามรูปแบบคลื่นไฟฟ้าขาออก (Output Waveform)

• อินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยม (Square Wave Inverter)

  เป็นอินเวอร์เตอร์ประเภทพื้นฐานที่สร้างกระแสไฟฟ้าออกมาในรูปของคลื่นสี่เหลี่ยม ซึ่งมีลักษณะการสลับขั้วแรงดันอย่างรวดเร็ว ระดับแรงดันเปลี่ยนแปลงทันทีโดยไม่มีความโค้งเหมือนคลื่นไซน์ อินเวอร์เตอร์ประเภทนี้มีโครงสร้างเรียบง่าย ราคาถูก เหมาะกับอุปกรณ์ไฟฟ้าพื้นฐานที่ไม่ไวต่อรูปคลื่น เช่น หลอดไฟแบบไส้ หรืออุปกรณ์ให้ความร้อน อย่างไรก็ตาม ไม่เหมาะกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือมอเตอร์ เนื่องจากคลื่นไฟฟ้าไม่เรียบ อาจทำให้เครื่องเสียหายได้

• อินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์ดัดแปลง (Modified Sine Wave Inverter)

  เป็นอินเวอร์เตอร์ที่พัฒนาขึ้นจากแบบคลื่นสี่เหลี่ยม โดยจะสร้างรูปคลื่นที่มีลักษณะเป็นขั้นบันได (Step Approximation) ซึ่งใกล้เคียงกับคลื่นไซน์ธรรมชาติมากขึ้น อินเวอร์เตอร์ชนิดนี้สามารถใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไปได้ในระดับหนึ่ง เช่น ทีวี พัดลม หรือคอมพิวเตอร์ แต่ก็อาจทำให้เกิดเสียงรบกวน ความร้อน หรือการทำงานที่ไม่เสถียรในบางอุปกรณ์ที่ต้องการกระแสไฟคุณภาพสูง

• อินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์บริสุทธิ์ (Pure Sine Wave Inverter)

  เป็นอินเวอร์เตอร์คุณภาพสูงที่ผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาในรูปคลื่นไซน์ที่เรียบและเสถียร เหมือนกับไฟฟ้าจากการไฟฟ้าทั่วไป ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ โดยเฉพาะเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทมอเตอร์ เครื่องปรับอากาศ เครื่องเสียง เครื่องมือแพทย์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดสูง แม้ราคาจะสูงกว่าแบบอื่น แต่ก็คุ้มค่าเมื่อพิจารณาจากความปลอดภัยและอายุการใช้งานของเครื่องมือที่เชื่อมต่อกับระบบ

แบ่งตามการใช้งานในระบบโซลาร์เซลล์

อินเวอร์เตอร์ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์และระบบไฟฟ้ากำลังสามารถจำแนกตามการออกแบบและการติดตั้งเป็น 3 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่ String Inverter, Micro Inverter และ Hybrid Inverter ซึ่งแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อจำกัดแตกต่างกันตามลักษณะการใช้งาน ดังนี้

1. String Inverter

เป็นอินเวอร์เตอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในระบบโซลาร์เซลล์สำหรับบ้านและโรงงาน ทำหน้าที่รับไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแผงโซลาร์เซลล์ที่ต่อเป็นชุด (เรียกว่า String) แล้วแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อใช้งานหรือส่งเข้าสู่ระบบ

ข้อดี

• ค่าใช้จ่ายต่ำกว่าประเภทอื่นเมื่อเทียบต่อขนาดของระบบ
• การดูแลรักษาและติดตั้งง่าย เนื่องจากมีอินเวอร์เตอร์เพียงไม่กี่ตัวในระบบ
• เหมาะกับระบบที่แผงโซลาร์ได้รับแสงแดดสม่ำเสมอและไม่มีเงาบัง

ข้อจำกัด

• ประสิทธิภาพของทั้ง String จะขึ้นอยู่กับแผงที่มีประสิทธิภาพต่ำที่สุด (เช่น ถ้ามีเงาบังบางแผง จะส่งผลต่อทั้งชุด)
• ไม่สามารถตรวจสอบหรือควบคุมประสิทธิภาพของแผงแต่ละแผงได้
• ไม่เหมาะกับพื้นที่ติดตั้งที่มีเงาบังบางส่วนหรือแผงหันคนละทิศทาง

2. Micro Inverter

คืออินเวอร์เตอร์ขนาดเล็กที่ติดตั้งแยกสำหรับแต่ละแผงโซลาร์เซลล์ ทำหน้าที่แปลงไฟจาก DC เป็น AC ณ จุดต้นทางของแต่ละแผง จึงสามารถควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าแต่ละแผงได้อย่างอิสระ

ข้อดี

• เพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวม โดยไม่ได้รับผลกระทบจากเงาบังเฉพาะจุด
• สามารถมอนิเตอร์การทำงานของแต่ละแผงได้แบบเรียลไทม์
• ติดตั้งยืดหยุ่น เหมาะกับหลังคาที่มีหลายทิศทางหรือเงาบังบางจุด

ข้อจำกัด

• ต้นทุนสูงกว่าระบบ String Inverter
• หากมีปัญหา ต้องปีนขึ้นหลังคาเพื่อซ่อมหรือเปลี่ยนแต่ละตัว ซึ่งอาจไม่สะดวก
• ระบบมีความซับซ้อนและต้องการความชำนาญในการออกแบบและติดตั้ง

3. Hybrid Inverter

เป็นอินเวอร์เตอร์แบบผสมที่สามารถจัดการกับแหล่งพลังงานได้หลายรูปแบบ ทั้งจากแผงโซลาร์เซลล์, แบตเตอรี่สำรอง และไฟจากการไฟฟ้า ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถควบคุมและจัดเก็บพลังงานได้อย่างยืดหยุ่น

ข้อดี

• รองรับการติดตั้งแบตเตอรี่ ทำให้สามารถเก็บพลังงานไว้ใช้ในช่วงเวลากลางคืนหรือไฟดับ
• ช่วยเพิ่มความมั่นคงของระบบไฟฟ้า และลดค่าไฟในระยะยาว
• บางรุ่นสามารถทำงานในระบบออฟกริด (Off-grid) หรือไฮบริดได้ในตัว

ข้อจำกัด

• ราคาสูงกว่าอินเวอร์เตอร์ทั่วไป
• ระบบมีความซับซ้อน ต้องออกแบบอย่างแม่นยำและใช้ช่างผู้เชี่ยวชาญในการติดตั้ง
• ต้องพิจารณาเลือกแบตเตอรี่ให้เข้ากับระบบเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด

อ่านบทความที่น่าสนใจ:เลือกอินเวอร์เตอร์โซล่าเซลล์ (Inverter Solar Cell) สำหรับโรงงาน เลือกให้ถูก คุ้มค่า ยืดอายุระบบได้ยาวนาน