ضریب و کیفیت توان در سیستم‌های فتوولتائیک

معمولاً ضریب توان مبدل‌های الکترونیک قدرت سیستم‌های فتوولتاییک متصل به شبکه نزدیک به یک طراحی‌ می‌گردد. برخی از عناصر این مبدل‌های الکترونیک قدرت، مانند فیلتر خروجی و ترانسفورماتور، بار‌های راکتیو ثابت و کوچکی هستند که ممکن است در توان‌های کم، ضریب توان مجموعه را کاهش دهند. در حالیکه در توان نامی ضریب توان نزدیک به یک می‌باشد. البته بعضی از سیستم‌های فتوولتاییک بمنظور جبران سازی توان راکتیو خطوط شبکه، می‌توانند با برنامه ریزی قبلی خارج از محدوده ذکر شده کار کنند. الزامات ضریب توان برای این مولد‌ها بدین گونه می‌باشد که اگر توان تولیدی سیستم‌های فتوولتاییک بیشتر از ۱۰ % توان نامی آن‌ها باشد، ضریب توانشان باید در محدوده‌ی بیشتر از ۰.۸۵ (پس فاز و یا پیش فاز) قرار بگیرد.

کیفیت توان
کیفیت برق تناسب توان الکتریکی تحویلی به تجهیز مصرف کننده را مشخص می‌کند. سنکرون کردن (همزمانی فرکانس و فاز ولتاژ) به شبکه برق اجازه می‌دهد تا تجهیز بدون افت کیفیت قابل توجه عملکرد مطلوب را داشته باشد. بدون کیفیت توان الکتریکی مناسب، یک تجهیز الکتریکی ممکن است درست کار نکند یا خرابی نابهنگام داشته باشد و یا کلاً از کار بیفتد. پارامتر‌های کیفیت برق شامل محدوده مجاز فرکانس و سطح ولتاژ شبکه، فلیکر ولتاژ،اعوجاج هارمونیکی و ضریب توان می‌باشد.

سیستم‌های فتوولتاییک متصل به شبکه از تعدادی سلول فتوولتاییک و یک مبدل الکترونیک قدرت که مجهز به توابع کنترلی مختلف است، برای تبدیل توان دریافتی از سلول فتوولتاییک به توان قابل تزریق به شبکه استفاده می‌کنند؛ به همین مسأله کیفیت توان در این نوع سیستم‌ها اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند.

کیفیت توان از دو دیدگاه بررسی می‌شود. کیفیت توان تولید شده توسط مبدل و کیفیت توان شبکه میزبان. توان تزریق شده به شبکه باید معیار‌های کیفیت توان شبکه مقصد را تامین نماید. استاندارد‌های شبکه مقصد بیانگر این معیار‌ها‌ می‌باشد. در استاندارد پیشنهادی، معیار‌های مندرج در استاندارد صنعت برق ایران در سطح توزیع انتخاب شده است. از سوی دیگر مبدل باید در شرایط کار عادی به شبکه توان تزریق کند. در صورت بروز خطا در شبکه، تزریق توان متوقف‌ می‌گردد؛ بنابراین مبدل همواره با نمونه برداری از شبکه شرایط کار عادی را نظارت می‌نماید. تعریف شرایط کار عادی یک شبکه در استاندارد تدوین شده برای آن شبکه درج می‌شود و عدم التزام عملی شبکه به استاندارد‌های خود موجب ایجاد اختلال در عملکرد عناصر تولید پراکنده می‌گردد.

سلول‌های فتوولتاییک توان را با ولتاژ مستقیم تولید می‌کنند که با توجه به آرایش آن ها، سطح ولتاژشان متفاوت است. مبدل الکترونیک قدرت پس از افزایش سطح ولتاژ، آن را تبدیل به ولتاژ متناوب با فرکانس شبکه می‌کند. این مبدل باید در شرایط کار عادی به شبکه توان تزریق کند و در صورت بروز خطا در شبکه، تزریق توان را متوقف کند؛ بنابراین اجزای کنترلی سیستم فتوولتاییک باید همواره با نمونه برداری از شبکه شرایط کار عادی را نظارت کنند.