Inverter là gì, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Ngày nay, người tiêu dùng đang ưa chuộng các thiết bị gia dụng như tủ lạnh, máy giặt và máy lạnh được trang bị công nghệ Inverter vì tính năng hoạt động êm ái cùng khả năng tiết kiệm điện hiệu quả. Vậy, bạn đã biết công nghệ Inverter là gì chưa? Hãy đọc bài viết dưới đây để tìm hiểu về công nghệ hiện đại này!

Inverter là gì?

Thiết bị biến tần inverter được thiết kế để chuyển đổi dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều ở cấu hình tần số hay pha khác thành điện áp và dòng điện xoay chiều. Có nhiều loại biến tần inverter khác nhau tùy thuộc vào dạng sóng chuyển đổi.

Việc sử dụng thiết bị biến tần inverter giúp kiểm soát công suất và tránh lãng phí năng lượng, giúp tiết kiệm nguồn năng lượng tiêu thụ.

Trong hệ thống điện mặt trời, biến tần inverter đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi và điều chỉnh công suất tối đa của mảng pin mặt trời. Thiết bị sẽ chuyển đổi dòng điện một chiều từ pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều và kết nối với điện lưới. Nói cách khác, biến tần inverter giúp kết nối pin mặt trời và điện lưới.

Tóm lại, biến tần inverter đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện mặt trời, giúp điều chỉnh công suất tối đa của mảng pin và kết nối với điện lưới, từ đó giúp hệ thống hoạt động ổn định.

Nguyên lí hoạt động của Inverter

Công nghệ Inverter hoạt động dựa trên nguyên lý đơn giản. Ban đầu, nguồn điện 1 pha hoặc 3 pha được chỉnh lưu và lọc bằng cầu Diode và tụ điện để tạo thành nguồn 1 chiều. Quá trình này đảm bảo hệ số công suất Cosphi của hệ biến tần không nhỏ hơn 0.96 và không phụ thuộc vào tải cấp.

Sau đó, nguồn điện 1 chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).

Nhờ sự tiến bộ của công nghệ vi xử lý và bán dẫn, tần số chuyển mạch xung có thể đạt đến dải tần số siêu âm, giúp động cơ vận hành êm ái hơn, giảm tiếng ồn, tổn thất trên lõi sắt động cơ và tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành.

Ưu và nhược điểm của Inverter

Nhờ vào những tiến bộ công nghệ hiện đại, các thiết bị sử dụng công nghệ Inverter đã có nhiều ưu điểm vượt trội so với các thiết bị thông thường. Trong đó, nổi bật là khả năng tiết kiệm điện hiệu quả lên đến 60% cùng chế độ vận hành êm ái, không gây tiếng ồn, phù hợp cho các gia đình có trẻ nhỏ.

Ngoài ra, máy lạnh và tủ lạnh sử dụng công nghệ Inverter còn có khả năng làm lạnh nhanh chóng và duy trì ổn định nhiệt độ, đồng thời độ bền cao và rất an toàn trong quá trình sử dụng.

Tuy nhiên, giá thành của các thiết bị công nghệ Inverter khá cao so với các loại thông thường và chi phí sửa chữa cũng tương đối đắt nên không phải gia đình nào cũng có thể lựa chọn mua chúng.

Các loại biến tần năng lượng mặt trời

Có 3 loại biến tần năng lượng mặt trời chính, bao gồm:

1. Biến tần chuỗi (String inverter): Đây là loại biến tần có nhiều đầu vào DC để xử lý nguồn điện được tạo ra bởi chuỗi các tấm pin năng lượng mặt trời. Biến tần chuỗi sẽ sản xuất ra các nguồn điện xoay chiều có chất lượng tương tự như thông số đầu vào AC. Các chuỗi tấm pin sẽ được liên kết với nhau và lắp đặt trực tiếp với biến tần. Các thương hiệu biến tần chuỗi uy tín bao gồm Inverter Solis, Inverter SMA, Inverter Huawei, Inverter Sungrow và Inverter Growatt.
2. Biến tần vi mạch (Micro inverter): Loại biến tần này sẽ kết hợp với một tấm pin mặt trời duy nhất để quản lý và thực hiện công việc chuyển đổi dòng điện cho riêng tấm pin đó. Mỗi tấm pin sẽ được nối với một biến tần micro riêng của nó, không kết nối các tấm pin về biến tần.
3. Biến tần chuỗi kết hợp tối ưu hoá (Power Optimizer): Đây là thiết bị biến tần được kết hợp của biến tần chuỗi và bộ tối ưu hóa được lắp đặt trên từng tấm pin. Bộ tối ưu hóa cho phép kiểm soát từng đầu ra của tấm pin một cách độc lập với những tấm pin khác trong chuỗi. Loại biến tần này giải quyết được những hạn chế của biến tần chuỗi khi một tấm pin bị giảm khả năng sản xuất điện. Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho biến tần này khá cao so với các biến tần chuỗi thông thường.

Inverter có trên những thiết bị nào?

Hiện nay, nhiều thiết bị được tích hợp biến tần inverter để tối ưu tính năng hoạt động và tiết kiệm điện năng. Các thiết bị thông dụng như điều hòa, máy giặt, tủ lạnh và bếp từ được ứng dụng inverter để giảm tiếng ồn và tiết kiệm năng lượng.

Điều hòa: Khi nhiệt độ đạt đến mức nhiệt độ cài đặt, động cơ của điều hòa sẽ giảm dần công suất chứ không tắt hoàn toàn, giúp tiết kiệm đến 60% điện năng tiêu thụ. Tương tự, inverter giúp máy giặt hoạt động êm ái, tiết kiệm nước và vẫn làm sạch quần áo tốt nhất.

Tủ lạnh: Inverter cũng giữ được độ lạnh bằng cách giảm dần công suất khi đạt đến độ lạnh nhất định và tăng công suất khi cần thiết.

Bếp từ: Inverter giúp kiểm soát công suất theo nhu cầu của người dùng và tiết kiệm điện đến 40%.

Cuối cùng, inverter là một phần quan trọng trong hệ thống điện mặt trời, giúp biến đổi điện 1 chiều từ pin mặt trời sang dòng điện xoay chiều để sử dụng cho các thiết bị điện và giúp hệ thống hoạt động ổn định và năng suất hơn.