تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی؟

اگر به دنبال خرید دستگاهی برای مدیریت برق خانه، باغ یا مغازه خود هستید، حتماً با دو نام «سانورتر» و «اینورتر هیبریدی» برخورد کرده‌اید. بسیاری از مردم تصور می‌کنند این دو دستگاه یکی هستند، اما در واقع تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی در عملکرد، قابلیت اتصال به برق شهر، نحوه شارژ باتری و کاربرد نهایی بسیار مهم است. انتخاب اشتباه می‌تواند هزینه اضافی یا ناکارآمدی سیستم شما را به دنبال داشته باشد. آشنایی با فرق سانورتر با اینورتر هیبریدی به شما کمک می‌کند تا متناسب با نیاز واقعی خود خرید کنید. در این مقاله به زبان ساده و روان، مقایسه سانورتر و اینورتر هیبریدی را انجام می‌دهیم. تا انتها با ما همراه باشید تا تفاوت اینورتر هیبریدی با سانورتر را کامل درک کنید و بهترین انتخاب را برای سیستم برق خود داشته باشید.

اینورتر هیبریدی چیست و چه کاربردی دارد؟

برای درک تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی، اول باید بدانید هر کدام چه وظایفی دارند. اینورتر هیبریدی دستگاهی است که سه وظیفه اصلی را همزمان انجام می‌دهد. اولین وظیفه، تبدیل برق DC ذخیره شده در باتری به برق AC است که تمام وسایل برقی خانه شما با آن کار می‌کنند. دومین وظیفه، شارژ کردن باتری از منابع مختلف است؛ این منابع می‌توانند برق شهر یا پنل‌های خورشیدی باشند. سومین و مهمترین وظیفه، مدیریت هوشمند جریان برق بین پنل خورشیدی، باتری، شبکه برق شهر و مصرف‌کننده‌های شماست. به همین دلیل به این دستگاه «هیبریدی» می‌گویند.یک اینورتر هیبریدی می‌تواند همزمان از چند منبع انرژی مختلف استفاده کند و همیشه بهترین و به‌صرفه‌ترین گزینه را انتخاب نماید.

سانورتر چیست و چه تفاوتی با اینورتر هیبریدی دارد؟

حالا نوبت به تعریف سانورتر می‌رسد تا تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی را کامل متوجه شوید. کلمه «سانورتر» ترکیبی از دو کلمه «سان» به معنای خورشید و «اینورتر» است. در بازار ایران، معمولاً به دستگاهی سانورتر گفته می‌شود که صرفاً برای سیستم‌های خورشیدی جدا از شبکه (که به آنها «آف‌گرید» یا stand-alone inverter نیز می‌گویند) طراحی شده است. مهمترین و اساسی‌ترین فرق سانورتر با اینورتر هیبریدی در این است که سانورتر هیچ اتصالی به برق شهر ندارد.

یعنی سانورتر فقط و فقط می‌تواند از پنل خورشیدی و باتری تغذیه کند. همچنین قابلیت شارژ باتری فقط از طریق پنل خورشیدی را دارد و راه دیگری برای شارژ باتری وجود ندارد. معمولاً یک کنترلر شارژ خورشیدی داخلی در سانورتر تعبیه شده است که وظیفه تنظیم ولتاژ و جریان ورودی از پنل به باتری را بر عهده دارد. به دلیل همین محدودیت‌ها، سانورتر عمدتاً برای مکان‌هایی کاربرد دارد که به هیچ عنوان به شبکه برق سراسری دسترسی ندارند.

مقایسه؛ تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی در یک نگاه

برای اینکه مقایسه سانورتر و اینورتر هیبریدی را یکجا و شفاف ببینید، در این بخش به صورت لیست وار مهمترین تفاوت‌ها را مرور می‌کنیم:

• اتصال به برق شهر:اینورتر هیبریدی به برق شهر متصل می‌شود، اما سانورتر هرگز به برق شهر وصل نمی‌شود.

• شارژ باتری از برق شهر:اینورتر هیبریدی می‌تواند باتری را از برق شهر شارژ کند، در حالی که سانورتر فقط از پنل خورشیدی باتری را شارژ می‌کند.

• شارژ باتری از پنل خورشیدی:هر دو دستگاه این قابلیت را دارند.

• قابلیت فروش برق به شبکه (grid-tie):اینورتر هیبریدی در مدل‌های پیشرفته خود می‌تواند برق اضافی را به شبکه بفروشد، اما سانورتر چنین قابلیتی ندارد.

• کاربرد اصلی:اینورتر هیبریدی برای خانه‌ها و مغازه‌های متصل به شبکه برق طراحی شده، در حالی که سانورتر برای مناطق بدون برق یا با برق بسیار ناپایدار مناسب است.

• مدیریت هوشمند مصرف:اینورتر هیبریدی دارای مدیریت هوشمند مصرف است و می‌تواند اولویت استفاده از منابع انرژی را تعیین کند، اما سانورتر چنین قابلیتی ندارد یا بسیار محدود عمل می‌کند.

• قیمت:قیمت اینورتر هیبریدی بالاتر از سانورتر است، اما به دلیل قابلیت‌های بیشتر، ارزش خرید بالاتری برای کاربران شهری دارد.

برای خانه و مغازه کدام دستگاه را بخریم؟

حالا که با تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی آشنا شدید، وقت آن رسیده است که ببینیم برای نیاز شما کدام یک مناسب‌تر است.

1. اگر در شهر یا روستایی زندگی می‌کنید که برق شبکه دارد و فقط می‌خواهید در زمان قطعی برق، وسایل ضروری مثل یخچال، تلویزیون، لپ‌تاپ، مودم و چند لامپ روشن بمانند، اینورتر هیبریدی بهترین انتخاب برای شماست.

2.  اگر قصد دارید پنل خورشیدی نصب کنید و قبض برق خود را کاهش دهید، باز هم اینورتر هیبریدی گزینه مناسبی است. چرا که می‌تواند باتری را هم از پنل خورشیدی و هم از برق شهر شارژ کند و همیشه آماده باشد. به عبارت دیگر، اگر به برق شهر دسترسی دارید، تفاوت سانورتر و اینورتر هیبریدی به وضوح نشان می‌دهد که اینورتر هیبریدی انتخاب برتر است.

3. اگر خانه باغی دارید که اصلاً برق شهری به آن نمی‌رسد، یا برای یک چادر مسافرتی در دل کوهستان به برق نیاز دارید، سانورتر کافی و مقرون‌به‌صرفه‌تر خواهد بود.

در واقع مهمترین معیار برای تشخیص فرق سانورتر با اینورتر هیبریدی، دسترسی یا عدم دسترسی شما به برق شهر است. اگر برق شهر دارید، اینورتر هیبریدی بخرید. اگر برق شهر ندارید، سانورتر بخرید.

نقش باتری در عملکرد اینورتر هیبریدی و سانورتر

هر دو نوع دستگاه برای کار کردن به باتری نیاز دارند. کیفیت و نوع باتری مستقیماً روی عمر سیستم، سرعت شارژ، میزان انرژی قابل استفاده، و هزینه‌های نگهداری تأثیر می‌گذارد. درک این موضوع نیز بخشی از مقایسه سانورتر و اینورتر هیبریدی است.

1. مدل ۲۷ آمپر ساعت:
   مناسب برای مصارف خیلی کوچک مثل مودم، روتر، دوربین مداربسته و چراغ اضطراری.

2. مدل ۴۵ آمپر ساعت:
   مناسب برای اینورتر هیبریدی تا ۱۰۰۰ وات و تأمین برق تلویزیون، لپ‌تاپ و چند لامپ.

3. مدل ۶۳ آمپر ساعت:
   مناسب برای اینورتر هیبریدیهای ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ وات و تأمین برق یخچال، فریزر، پمپ آب کوچک و روشنایی کامل یک خانه کوچک.

مزایای باتری‌های لیتیومی نسبت به باتری‌های سربی قدیمی:

1. وزن کمتر:حدود یک سوم وزن باتری‌های سربی.

2. عمر بیشتر:۳ تا ۴ برابر بیشتر (بیش از ۳۰۰۰ سیکل شارژ).

3. بدون نگهداری:نیازی به اضافه کردن آب مقطر یا نگهداری دوره‌ای ندارند.
   
    

راهنمای جامع و تخصصی باتری‌های خورشیدی و برق اضطراری

باتری‌ها قلب ذخیره‌سازی انرژی در سیستم‌های خورشیدی و برق اضطراری هستند و انتخاب صحیح آنها، نقشی حیاتی در عملکرد، بازگشت سرمایه و طول عمر کل سیستم دارد. در این راهنما، با زبانی ساده و در عین حال دقیق و تخصصی، تمام جنبه‌های مرتبط با باتری‌ها را بررسی می‌کنیم.

۱. باتری خورشیدی چیست و چرا به آن نیاز داریم؟

باتری خورشیدی، یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی است که برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را در خود نگه می‌دارد . این انرژی ذخیره‌شده، در زمان‌هایی که خورشید در دسترس نیست (شب، روزهای ابری) یا هنگام قطعی برق، مورد استفاده قرار می‌گیرد .

چرا به باتری نیاز داریم؟

• استقلال انرژی: امکان استفاده از برق تولیدی در هر زمان، حتی بدون دسترسی به شبکه برق .
• برق اضطراری: تأمین برق در زمان قطعی شبکه سراسری (Backup Power) .
• کاهش هزینه قبوض: استفاده از انرژی ذخیره‌شده در ساعات اوج مصرف که تعرفه برق گران‌تر است .
• افزایش بهره‌وری: جلوگیری از هدررفت انرژی مازاد تولیدی پنل‌ها .

۲. ساختمان داخلی باتری‌ها

باتری‌ها از چهار بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

• کاتد (الکترود مثبت): ماده‌ای که یون‌ها را در خود نگه می‌دارد (در باتری‌های لیتیومی از اکسید فلزات و در سرب‌اسید از دی‌اکسید سرب استفاده می‌شود) .
• آند (الکترود منفی): ماده‌ای که یون‌ها را آزاد می‌کند (در لیتیومی از گرافیت و در سرب‌اسید از سرب خالص استفاده می‌شود) .
• الکترولیت: محیطی که یون‌ها بین دو الکترود جابه‌جا می‌شوند (در لیتیومی به صورت مایع یا ژل و در سرب‌اسید به صورت اسید سولفوریک است) .
• جداکننده (Separator): مانعی برای جلوگیری از اتصال کوتاه بین آند و کاتد .

۳. انواع باتری‌های خورشیدی و برق اضطراری

دسته اول: باتری‌های سرب‌اسید (Lead-Acid)

قدیمی‌ترین و اقتصادی‌ترین گزینه که همچنان در پروژه‌های کوچک و با بودجه محدود کاربرد دارد .

زیرمجموعه‌ها:

دسته دوم: باتری‌های لیتیوم‌یون (Lithium-Ion)

نسل جدید و پیشرفته که به سرعت جایگزین باتری‌های سرب‌اسید می‌شود .

زیرمجموعه‌های مهم:

دسته سوم: باتری‌های خاص

• باتری جریانی (Flow Battery): با الکترولیت مایع؛ طول عمر بسیار بالا و مقیاس‌پذیر؛ مناسب نیروگاه‌های بزرگ .
• باتری نیکل-کادمیوم (Ni-Cd): مقاوم در شرایط سخت و دمای شدید؛ کاربرد صنعتی و مخابراتی .

۴. مقایسه جامع انواع باتری‌ها

۵. مفاهیم کلیدی: دیپ سایکل، DoD، چرخه کاری

• دیپ سایکل (Deep Cycle): باتری‌هایی که برای تخلیه عمیق و مکرر طراحی شده‌اند (برخلاف باتری‌های استارت خودرو که برای جریان بالا و کوتاه‌مدت طراحی می‌شوند). باتری‌های خورشیدی همگی از نوع دیپ سایکل هستند .
• عمق دشارژ (DoD - Depth of Discharge): درصدی از ظرفیت باتری که می‌توان بدون آسیب به آن مصرف کرد. برای افزایش طول عمر، باید در محدوده DoD مجاز باتری عمل کرد. هرچه DoD بالاتر باشد، باتری پیشرفته‌تر است .
• چرخه کاری (Cycle Life): تعداد دفعاتی که باتری می‌تواند شارژ و دشارژ شود تا زمانی که ظرفیت آن به ۸۰٪ مقدار اولیه کاهش یابد .

۶. مزایا و معایب کلی استفاده از باتری

مزایا:

• استقلال از شبکه برق
• کاهش هزینه قبض برق در بلندمدت
• تأمین برق اضطراری در زمان قطعی
• کاهش ردپای کربن و استفاده از انرژی پاک

معایب:

• هزینه اولیه بالا (به‌ویژه برای لیتیومی)
• نیاز به فضای نصب
• نیاز به مراقبت و نگهداری (به‌ویژه برای سرب‌اسید)

۷. نحوه محاسبه و انتخاب باتری برای پروژه

برای محاسبه ظرفیت باتری مورد نیاز، مراحل زیر را دنبال کنید:

۱. میزان مصرف روزانه را محاسبه کنید: تمام وسایل برقی و مدت زمان استفاده از آنها را لیست کرده و مجموع انرژی مصرفی روزانه را بر حسب وات‌ساعت (Wh) محاسبه کنید.

۲. تعداد روزهای پشتیبانی را مشخص کنید: در سیستم‌های آفگرید، معمولاً ۲ تا ۳ روز ابری بدون تابش خورشید در نظر گرفته می‌شود.

۳. ظرفیت باتری را محاسبه کنید:

ظرفیت باتری (Ah) = (مصرف روزانه (Wh) × تعداد روزهای پشتیبانی) / (ولتاژ سیستم (V) × DoD مجاز)

مثال: اگر مصرف روزانه ۵ کیلووات‌ساعت (۵۰۰۰ وات‌ساعت) و ولتاژ سیستم ۴۸ ولت و DoD مجاز ۵۰٪ باشد و بخواهید ۲ روز پشتیبانی داشته باشید:

ظرفیت = (۵۰۰۰ × ۲) / (۴۸ × ۰.۵) = ۱۰۰۰۰ / ۲۴ = ۴۱۶ آمپر‌ساعت

۸. سری و موازی کردن باتری‌ها

• اتصال سری: برای افزایش ولتاژ سیستم، باتری‌ها را به صورت سری متصل می‌کنیم. در این حالت، ولتاژها جمع می‌شوند و ظرفیت (آمپر‌ساعت) ثابت می‌ماند.
• اتصال موازی: برای افزایش ظرفیت (آمپر‌ساعت) و طول مدت پشتیبانی، باتری‌ها را به صورت موازی متصل می‌کنیم. ولتاژ ثابت می‌ماند و ظرفیت‌ها جمع می‌شوند.
• نکته مهم: در اتصال موازی، بهتر است از باتری‌های هم‌ساخت، با همان تاریخ تولید و وضعیت شارژ یکسان استفاده شود تا از عدم تعادل و کاهش عمر جلوگیری شود.
• باتری های رکمونت: این باتیر ها قالبا برای رک های ایستاده طراحی شده است. که برای کاهش فضای استفاده فیزیکی به صورت افقی طراحی شده است؛ و با سایر باتری های لیتیوم معمولی تفاوتی ندارد.

راهنمای جامع استراکچر (سازه) پنل‌های خورشیدی

استراکچر یا سازه پنل خورشیدی، یکی از مهم‌ترین و در عین حال کمتر دیده‌شده‌ترین اجزای یک نیروگاه خورشیدی است . این سازه‌ها نقش اساسی در تثبیت پنل‌ها، حفظ زاویه بهینه و محافظت از آنها در برابر عوامل محیطی مانند باد، باران و برف دارند . در واقع، هر چقدر پنل‌ها و اینورترها باکیفیت باشند، بدون یک استراکچر مقاوم و استاندارد، سرمایه‌گذاری شما در معرض خطر خواهد بود. در ادامه، به بررسی جامع انواع، جنس‌ها، روش‌های نصب و نکات کلیدی انتخاب استراکچر می‌پردازیم.

۱. استراکچر چیست و چه وظایفی دارد؟

استراکچر خورشیدی یک چارچوب مکانیکی است که پنل‌های فتوولتائیک را در محل پروژه نصب، پشتیبانی و تثبیت می‌کند . وظایف اصلی آن عبارتند از :

• تأمین زاویه بهینه تابش: پنل‌ها باید در زاویه‌ای نصب شوند که بیشترین دریافت نور خورشید را در طول سال داشته باشند.
• تحمل بارهای محیطی: مقاومت در برابر باد (تا ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت یا بیشتر)، بار برف و زلزله.
• جلوگیری از جابجایی: حتی انحراف‌های میلی‌متری در تراز پنل‌ها می‌تواند باعث افت راندمان شود.
• مقاومت در برابر خوردگی: سازه باید در برابر رطوبت، تابش فرابنفش و سایر عوامل محیطی مقاوم باشد.

۲. انواع استراکچر از نظر محل نصب

الف) استراکچر زمینی (Ground-Mounted)

این نوع استراکچر برای نصب بر روی زمین طراحی شده و برای نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ و پروژه‌های صنعتی کاربرد دارد . سازه‌های زمینی به فونداسیون (معمولاً بتنی) یا پیچ‌های زمینی نیاز دارند .

ب) استراکچر سقفی (Roof-Mounted)

این نوع برای نصب بر روی سقف‌های مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده می‌شود . خود به چند زیردسته تقسیم می‌شود:

• سیستم ریلی: رایج‌ترین روش، که در آن ریل‌ها روی پشت‌بام نصب شده و پنل‌ها با گیره به آنها متصل می‌شوند .
• سیستم بدون ریل: پنل‌ها مستقیماً با پیچ و مهره به سقف متصل می‌شوند که هزینه و زمان نصب را کاهش می‌دهد، اما نیاز به تخصص بیشتری دارد .
• سیستم ریل مشترک: با تعداد ریل کمتر (یک ریل مشترک بین دو ردیف پنل)، هزینه و زمان نصب را کاهش می‌دهد .
• سیستم قفسه‌بندی مرتفع (بالاست): برای سقف‌های مسطح، از بلوک‌های وزنه‌ای برای نگهداری سازه بدون ایجاد سوراخ در سقف استفاده می‌شود .

۳. انواع استراکچر از نظر قابلیت حرکت

الف) استراکچر ثابت (Fixed Tilt)

این نوع استراکچر، پنل‌ها را در یک زاویه ثابت نگه می‌دارد و رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه است .

• مزایا: ساختار ساده، هزینه کمتر، تعمیر و نگهداری پایین، استهلاک مکانیکی بسیار کم .
• معایب: عدم توانایی در پیگیری حرکت خورشید و در نتیجه بازدهی کمتر نسبت به انواع متحرک .
• کاربرد: مناسب برای مناطق با تابش نسبتاً یکنواخت و نیروگاه‌های بزرگ مقیاس .

ب) استراکچر متحرک یا ردیاب (Tracking System)

این سیستم‌ها با استفاده از موتور و سنسور، زاویه پنل‌ها را در طول روز تغییر می‌دهند تا همیشه عمود بر خورشید باشند .

۱. ردیاب تک‌محوره (Single-Axis Tracker)
پنل‌ها در یک محور (معمولاً شرقی-غربی) حرکت می‌کنند .

• مزایا: افزایش راندمان ۱۵ تا ۲۰ درصدی نسبت به نوع ثابت .
• معایب: هزینه و نگهداری بیشتر.
• کاربرد: پروژه‌های نیروگاهی و تجاری.

۲. ردیاب دو محوره (Dual-Axis Tracker)
پنل‌ها هم در محور افقی و هم عمودی حرکت می‌کنند و حداکثر تطبیق با مسیر خورشید را دارند .

• مزایا: افزایش راندمان تا ۳۰ درصد .
• معایب: بالاترین هزینه نصب و نگهداری، پیچیدگی مکانیکی بالا .
• کاربرد: پروژه‌های خاص با فضای محدود که به حداکثر راندمان نیاز دارند .

۴. جنس و متریال استراکچر

انتخاب جنس مناسب، تأثیر مستقیمی بر دوام و طول عمر سازه دارد .

• فولاد گالوانیزه گرم (Hot-Dip Galvanized Steel): رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه. پوشش روی (زینک) باعث مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی می‌شود .
• آلومینیوم: سبک‌تر از فولاد و مقاوم در برابر خوردگی. برای سازه‌های سقفی و پروژه‌هایی که وزن محدودیت دارد، مناسب است . هزینه آن معمولاً بالاتر از فولاد گالوانیزه است .
• استیل ضدزنگ (Stainless Steel): برای مناطق بسیار مرطوب و نزدیک به دریا که خطر خوردگی شدید وجود دارد، استفاده می‌شود .

مقایسه اجمالی:

۵. استراکچر دست‌ساز (آهنی)؛ مزایا و معایب

در برخی پروژه‌های کوچک، از استراکچرهای دست‌ساز با پروفیل‌های آهنی استفاده می‌شود.

• مزایا:
  • هزینه اولیه پایین‌تر (در صورت در دسترس بودن مواد اولیه ارزان).
  • قابلیت سفارشی‌سازی برای ابعاد و زوایای خاص.
• معایب جدی:
  • عدم کنترل کیفیت: جوش‌کاری و اتصالات ممکن است استانداردهای مهندسی را نداشته باشند.
  • خوردگی و زنگ‌زدگی: در صورت عدم استفاده از پوشش گالوانیزه مناسب، عمر بسیار کوتاهی دارند .
  • مقاومت پایین: ممکن است در برابر بادهای شدید یا بار برف مقاومت کافی نداشته باشند و باعث آسیب به پنل‌ها شوند.
  • عدم تطابق با استانداردها: احتمال عدم رعایت استانداردهای بارگذاری و مقاومت .

۶. بتن‌ریزی و فونداسیون

فونداسیون، پایه و اساس استراکچر است و روش اجرای آن به نوع خاک و شرایط پروژه بستگی دارد .

• روش دفنی یا کوبشی: لوله‌های عمودی مستقیماً در زمین کوبیده یا در چاله‌های حفر شده قرار می‌گیرند و با بتن احاطه می‌شوند . نیاز به تحلیل ژئوتکنیکی خاک دارد.
• فونداسیون پیش‌ساخته (بالاست): از بلوک‌های بتنی پیش‌ساخته روی سطح زمین استفاده می‌شود. برای زمین‌هایی که حفاری در آنها دشوار است، مناسب است .
• پیچ‌های زمینی (Ground Screws): روشی مدرن و سریع که نیازی به بتن‌ریزی ندارد و در زمین‌های نرم کاربرد دارد .

۷. مراحل کلی نصب استراکچر

۱. بررسی و آماده‌سازی محل: ارزیابی استحکام زمین یا سقف و تعیین بهترین موقعیت.
۲. علامت‌گذاری: مشخص کردن محل دقیق پایه‌ها و ریل‌ها.
۳. اجرای فونداسیون: بتن‌ریزی یا نصب پایه‌های زمینی.
۴. نصب پایه‌ها و ستون‌ها: استقرار ستون‌های عمودی روی فونداسیون.
۵. نصب تیرهای افقی و ریل‌ها: اتصال تیرهای عرضی و ریل‌های اصلی به ستون‌ها.
۶. نصب پنل‌ها: قرار دادن پنل‌ها روی ریل‌ها و محکم کردن آنها با گیره‌ها و پیچ‌های مخصوص.

۸. کابل‌کشش و اتصالات

• کابل‌های مهار (Tie Cables): در برخی سازه‌ها برای افزایش مقاومت در برابر بادهای شدید، از کابل‌های فولادی مهار استفاده می‌شود که سازه را به زمین یا نقاط دیگر متصل می‌کنند.
• پیچ و اتصالات: تمامی پیچ‌ها، مهره‌ها، واشرها و گیره‌ها باید از جنس فولاد ضدزنگ (استیل) یا با پوشش گالوانیزه باشند تا در برابر زنگ‌زدگی مقاومت کنند. کیفیت این اتصالات، نقش مستقیمی در پایداری کل سازه دارد .

۹. تشخیص سازه خوب از بد

• سازه خوب:
  • دارای پوشش گالوانیزه گرم یکنواخت و با کیفیت .
  • جوش‌کاری‌ها یکدست و بدون ترک یا منافذ هستند.
  • از مقاطع با ضخامت مناسب و استاندارد استفاده شده است.
  • طراحی آن بر اساس محاسبات دقیق بارگذاری (باد، برف، زلزله) انجام شده است .
  • اتصالات آن از نوع استیل با کیفیت بالا است.
  • دارای نشان‌های استاندارد و ضمانت‌نامه معتبر است.
• سازه بد:
  • فاقد پوشش ضدزنگ یا دارای پوشش نامرغوب (رنگ معمولی).
  • استفاده از ورق‌های نازک و کم‌کیفیت.
  • جوش‌کاری‌های غیرحرفه‌ای و دارای ترک.
  • اتصالات از جنس آهن معمولی و زنگ‌زننده.
  • عدم تطابق با نقشه‌های استاندارد و محاسبات فنی.
  • بدون گارانتی و مشخصات فنی مشخص.

جمع‌بندی نهایی

انتخاب استراکچر مناسب، یکی از مهم‌ترین تصمیم‌ها در اجرای یک نیروگاه خورشیدی است. یک سازه باکیفیت فولادی گالوانیزه یا آلومینیومی، با طراحی مهندسی‌شده و فونداسیون مناسب، نه تنها از پنل‌های شما در برابر شرایط سخت محیطی محافظت می‌کند، بلکه با حفظ زاویه بهینه، راندمان تولید انرژی را در طول ۲۵ سال عمر مفید سیستم تضمین می‌کند. به خاطر داشته باشید که هزینه صرفه‌جویی شده در خرید یک استراکچر دست‌ساز و بی‌کیفیت، می‌تواند در آینده به چندین برابر هزینه تعمیرات و تعویض پنل‌ها تبدیل شود.

عرفی جامع پنل‌های خورشیدی؛ از فناوری تا برندهای برتر

پنل‌های خورشیدی قلب تپنده هر سیستم تولید برق خورشیدی هستند و انتخاب صحیح آنها، تأثیر مستقیمی بر راندمان و بازگشت سرمایه دارد. در این بخش، شما را با انواع پنل‌ها، فناوری‌های روز، برندهای مطرح جهانی و معیارهای انتخاب یک پنل باکیفیت آشنا می‌کنیم.

۱. انواع پنل‌های خورشیدی از نظر فناوری ساخت

پنل‌های مونوکریستال (تک‌کریستالی)

این پنل‌ها از یک کریستال سیلیکون واحد و خالص ساخته می‌شوند و به دلیل ساختار یکدست، راندمان بالاتری دارند. راندمان این پنل‌ها معمولاً بین ۱۵ تا ۲۲ درصد است و در شرایط نوری ضعیف نیز عملکرد بهتری نسبت به انواع دیگر دارند . به دلیل خلوص بالا، این پنل‌ها معمولاً به رنگ یکدست مشکی یا آبی تیره دیده می‌شوند و فضای کمتری برای تولید توان مشخص نیاز دارند . با این حال، فرآیند تولید آنها پرهزینه‌تر است.

پنل‌های پلی‌کریستال (چندکریستالی)

این پنل‌ها از ذوب کردن قطعات سیلیکون و ریختن آنها در قالب ساخته می‌شوند و در نتیجه، کریستال‌های متعددی در ساختار آنها دیده می‌شود . راندمان این پنل‌ها معمولاً بین ۱۳ تا ۱۸ درصد است . این پنل‌ها به دلیل فرآیند تولید ارزان‌تر، قیمت کمتری دارند و برای پروژه‌های با فضای کافی و بودجه محدود گزینه مناسبی هستند. ظاهر آنها به رنگ آبی و با طرحی خالدار است . همچنین مدت زمان بازگشت انرژی (EPBT) در این پنل‌ها کوتاه‌تر است .

پنل‌های فیلم نازک (Thin-Film)

این فناوری با لایه‌نشانی مواد نیمه‌رسانا روی شیشه یا فلز ساخته می‌شود. انعطاف‌پذیر و سبک هستند اما راندمان پایین‌تری دارند و برای مزارع خورشیدی بزرگ و سقف‌های با محدودیت وزن مناسب‌اند. برند معروف First Solar در این حوزه تخصص دارد .

۲. فناوری‌های پیشرفته: N-Type، P-Type و Bifacial

سلول‌های P-Type و N-Type

این دو نوع، اشاره به نوع ناخالصی اضافه شده به سیلیکون برای ایجاد خاصیت الکتریکی دارند:

• P-Type (Positive): رایج‌ترین و قدیمی‌ترین فناوری که به دلیل فرآیند تولید ساده‌تر، ارزان‌تر است .
• N-Type (Negative): فناوری نسل جدید که در آن از ناخالصی فسفر استفاده می‌شود. سلول‌های N-Type دارای راندمان بالاتر، افت توان کمتر در دماهای بالا و طول عمر بیشتر هستند . برندهای پیشرو مانند JinkoSolar، Trina Solar و JA Solar به طور گسترده از فناوری N-Type TOPCon در پنل‌های جدید خود استفاده می‌کنند .

پنل‌های مونوفیشیال و بایفیشیال (تک‌رو و دوطرفه)

• مونوفیشیال (Monofacial): این پنل‌ها فقط از سمت جلو (روبه‌روی خورشید) انرژی جذب می‌کنند.
• بایفیشیال (Bifacial): این پنل‌ها پیشرفته‌تر هستند و می‌توانند از هر دو سمت جلو و پشت خود نور را جذب کنند. این قابلیت باعث می‌شود تا علاوه بر نور مستقیم خورشید، از نور بازتابیده شده از سطح زمین (آلبیدو) نیز انرژی تولید کنند که منجر به افزایش ۵ تا ۳۰ درصدی تولید انرژی می‌شود . این پنل‌ها معمولاً از نوع N-Type هستند و برای نیروگاه‌های بزرگ و مناطقی با سطح بازتابنده مناسب، انتخاب ایده‌آلی محسوب می‌شوند .

۳. برندهای برتر جهانی و ویژگی‌های آنها

بازار جهانی پنل‌های خورشیدی تحت سلطه چند برند عظیم با تولید سالانه چند ده گیگاوات است. در جدول زیر، برندهای مطرح به همراه مشخصات کلیدی آنها آورده شده است:

۴. برندهای مطرح آلمانی و اروپایی

برندهای اروپایی به دلیل کیفیت ساخت بسیار بالا، طول عمر بیشتر و گارانتی‌های بلندمدت شناخته می‌شوند .

• Meyer Burger (آلمان/سوئیس): از فناوری پیشرفته HJT استفاده می‌کند و پس از ۲۵ سال، همچنان ۹۲٪ توان اولیه را تضمین می‌کند که بسیار بالاتر از استاندارد چینی‌هاست. همچنین ۲۵ سال گارانتی محصول ارائه می‌دهد .
• Solarwatt (آلمان): متخصص در پنل‌های شیشه-شیشه با گارانتی ۳۰ ساله. طراحی مدرن و همکاری با BMW دارد .
• Heckert Solar (آلمان): تولیدکننده قدیمی با پنل‌های مونوکریستال باکیفیت .

برندهای چینی به دلیل قیمت مناسب و تنوع بالا، سهم قابل توجهی از بازار ایران و جهان را در اختیار دارند. در حالی که برخی از این برندها با کیفیت بسیار بالا و فناوری روز دنیا تولید میشوند، برخی دیگر محصولات اقتصادیتری ارائه میدهند. در ادامه به بررسی دقیق این برندها میپردازیم.

جدول مقایسه برندهای چینی اینورتر خورشیدی

برندهای اروپایی سابقه‌ای طولانی در صنعت الکترونیک قدرت دارند و به عنوان نماد کیفیت و قابلیت اطمینان شناخته می‌شوند.

۲. برند های آمریکایی 

این برندها با رویکردی نوآورانه و تمرکز بر فناوری، سهم قابل‌توجهی در بازار جهانی دارند.

۳. سایر برندهای مطرح بین‌المللی

مقایسه کلی: برندهای اروپایی در مقابل چینی

• کیفیت و طول عمر: برندهای اروپایی مانند SMA و Fronius به دلیل مهندسی دقیق و استفاده از قطعات باکیفیت، معمولاً طول عمر بیشتری دارند و برای پروژه‌های بزرگ‌مقیاس که قابلیت اطمینان در اولویت است، انتخاب بهتری محسوب می‌شوند.
• هزینه: برندهای چینی مانند Growatt و Solis با قیمت‌های رقابتی‌تر، گزینه‌های اقتصادی‌تری برای پروژه‌های کوچک‌تر و با بودجه محدود هستند.
• عملکرد در شرایط سخت: تحقیقات نشان داده که برندهایی مانند SMA و ABB/Fimer با سیستم‌های خنک‌کننده و استانداردهای حفاظتی بالاتر (مانند IP66) در دماهای بالا و مناطق مرطوب عملکرد بهتری دارند.

انتخاب برند مناسب بر اساس نیاز

انتخاب بهترین برند به عواملی مانند بودجه، نوع پروژه (خانگی، تجاری یا نیروگاهی)، شرایط آب‌وهوایی و نیاز به فناوری‌های خاص (مانند اپتیمایزر) بستگی دارد. برای سیستم‌های خانگی با بودجه محدود، برندهای چینی با کیفیت خوب مانند Solis یا Growatt انتخاب‌های هوشمندانه‌ای هستند. اما اگر کیفیت برتر و حداکثر قابلیت اطمینان برایتان اولویت دارد، برندهایی مانند SMA و Fronius سرمایه‌گذاری بلندمدت تری هستند. برای پشت‌بام‌های سایه‌دار یا با زوایای مختلف، فناوری اپتیمایزر SolarEdge یا میکرواینورترهای Enphase بهترین عملکرد را ارائه می‌دهند

اینورترهای نیروگاهی؛ قلب تپنده سیستمهای انرژی خورشیدی

اگر تا به حال به یک نیروگاه خورشیدی فکر کردهاید یا روی پشت بام ساختمانی پنلهای خورشیدی دیدهاید، حتماً نام اینورتر به گوشتان خورده است. اما آنچه در نیروگاههای بزرگ و سیستمهای تولید انرژی تجدیدپذیر استفاده میشود، با آن اینورتر کوچکی که در ماشین برای شارژ گوشی استفاده میکنید، تفاوتهای زمین تا آسمان دارد. در این بخش، به طور کامل با اینورترهای نیروگاهی آشنا میشویم.

اینورتر نیروگاهی، یک دستگاه الکترونیک قدرت پیشرفته و معمولاً بزرگ است که وظیفه دارد جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط آرایههای عظیم پنلهای خورشیدی (یا توربینهای بادی) را به جریان متناوب (AC) با کیفیت بالا تبدیل کند تا به شبکه برق سراسری تزریق شود و یا در یک سیستم مستقل، برق مورد نیاز یک مجتمع مسکونی یا صنعتی را تأمین نماید. این دستگاه، به عنوان قلب سیستمهای فتوولتائیک (PV)، نقشی حیاتی در بهرهوری، ایمنی و پایداری کل نیروگاه ایفا میکند.

اهمیت و کاربرد اینورترهای نیروگاهی به چند دلیل کلیدی است. اولاً، دنیای مدرن ما بر پایه جریان متناوب (AC) بنا شده و شبکههای انتقال برق نیز با AC کار میکنند، بنابراین تبدیل DC به AC یک ضرورت اجتنابناپذیر است . ثانیاً، یک اینورتر با کیفیت، راندمان بالایی دارد و میتواند بیش از ۹۸ درصد از انرژی تولیدی پنلها را به برق قابل استفاده تبدیل کند و از هدررفت سرمایه جلوگیری کند . ثالثاً، این دستگاهها نقش یک مغز متفکر را بازی میکنند و با استفاده از فناوری ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) ، شرایط را برای پنلها بهینه میکنند تا همیشه بیشترین توان ممکن را از نور خورشید استخراج نمایند .

ساختار و رنج توان اینورترهای نیروگاهی بسیار متنوع است. از اینورترهای رشتهای (String) با توان چند کیلووات که برای پشتبام منازل و مغازهها استفاده میشوند، تا اینورترهای مرکزی (Central) غولپیکر با توان چندین مگاوات که در نیروگاههای خورشیدی عظیم در دل کویر نصب میگردند . به عنوان مثال، یک اینورتر مرکزی ۲.۲ مگاواتی میتواند به هزاران پنل خورشیدی متصل شود . رنج ولتاژ ورودی این دستگاهها نیز بسیار وسیع است و معمولاً از چند صد ولت شروع شده و تا بیش از ۱۰۰۰ ولت DC میرسد. خروجی آنها نیز بسته به کاربرد، به صورت تکفاز ۲۲۰ ولت یا سهفاز ۳۸۰ ولت و با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز، کاملاً هماهنگ با شبکه برق سراسری است .

انواع اینورترهای نیروگاهی از نظر اتصال به شبکه

یکی از مهمترین دستهبندیها، بر اساس نحوه اتصال اینورتر به شبکه برق است. این سه نوع، هر کدام فلسفه وجودی و کاربرد متفاوتی دارند:

۱. اینورتر متصل به شبکه (آنگرید - On-Grid)

این نوع، رایجترین و اقتصادیترین گزینه برای مناطقی است که به شبکه برق سراسری دسترسی دارند . اینورتر آنگرید برق تولیدی را همزمان با شبکه هماهنگ کرده و پس از تأمین مصرف داخلی، مازاد آن را به شبکه تزریق میکند. مهمترین مزیت آن، عدم نیاز به باتری است که هزینه اولیه و نگهداری را به شدت کاهش میدهد و امکان فروش برق مازاد را برای کاربر فراهم میآورد . اما نقطه ضعف بزرگ آن، وابستگی کامل به شبکه است: به محض قطع شدن برق شهر، اینورتر آنگرید به طور خودکار خاموش میشود تا ایمنی نیروهای تعمیرات شبکه حفظ شود، بنابراین در زمان خاموشی، شما برق نخواهید داشت .

۲. اینورتر مستقل از شبکه (آفگرید - Off-Grid)

همانطور که از نامش پیداست، این نوع اینورتر برای مناطقی طراحی شده که به شبکه برق دسترسی ندارند و یا کاربر به دنبال استقلال کامل از شبکه است . در این سیستم، برق تولیدی پنلها ابتدا در باتریها ذخیره میشود و سپس اینورتر آفگرید، برق DC باتری را به برق AC برای مصارف تبدیل میکند. این سیستم خودکفا بوده و در زمان قطعی برق هم به کار خود ادامه میدهد، اما هزینه اولیه بسیار بالاتری دارد و نیازمند نگهداری و تعویض دورهای باتریها است . طراحی آن نیز پیچیدهتر بوده و باید دقیقاً بر اساس میزان مصرف و زمانهای ابری محاسبه شود .

۳. اینورتر هیبریدی (Hybrid)

این نوع، همانطور که از نامش پیداست، ترکیبی هوشمند از دو نوع قبلی است . اینورتر هیبریدی هم به شبکه متصل میشود و هم مجهز به سیستم مدیریت باتری است. این قابلیت به آن اجازه میدهد تا به عنوان یک سیستم آنگرید عمل کند و برق مازاد را به شبکه بفروشد، و در عین حال، در زمان قطعی شبکه یا در ساعات اوج مصرف که تعرفه برق بالاست، از انرژی ذخیره شده در باتری استفاده نماید. این انعطافپذیری بالا، آن را به گزینهای عالی برای آینده تبدیل کرده است، اما به دلیل پیچیدگی و نیاز به باتری، هزینه اولیه آن از سیستم آنگرید بیشتر است .

تفاوت اینورتر نیروگاهی با اینورتر خودرویی

درک تفاوت این دو دستگاه به انتخاب درست کمک میکند:

• هدف و کاربرد: اینورتر خودرویی یک دستگاه کوچک و قابل حمل برای مصارف موقتی (مثل شارژ لپتاپ یا روشنایی در سفر) است، در حالی که اینورتر نیروگاهی یک تجهیزات صنعتی دائمی برای تولید برق پایدار در مقیاس بزرگ محسوب میشود .
• مشخصات فنی: ورودی اینورتر خودرویی معمولاً ۱۲ ولت DC است، در حالی که ورودی اینورتر نیروگاهی صدها یا هزاران ولت DC است .
• نوع خروجی: اینورترهای خودرویی ارزانقیمت خروجی موج مربعی یا شبهسینوسی دارند که برای بسیاری از وسایل حساس مضر است، اما اینورترهای نیروگاهی حتماً خروجی موج سینوسی خالص و باکیفیت تولید میکنند تا برای همه تجهیزات و شبکه برق ایمن باشند .
• راندمان و قابلیتها: راندمان اینورترهای نیروگاهی به بالای ۹۸٪ میرسد و مجهز به سیستمهای پیشرفتهای مانند MPPT، حفاظت در برابر جزیرهای شدن (Anti-Islanding) و امکان مانیتورینگ از راه دور هستند، در حالی که اینورترهای خودرویی از چنین پیچیدگیهایی بیبهرهاند .

شکل ظاهری و تعداد ورودی‌ها

اینورترهای نیروگاهی از نظر شکل ظاهری بسیار متنوعاند. مدلهای رشتهای کوچکتر، شبیه به یک کولهپشتی یا یک جعبه بزرگ فلزی با ابعاد حدود ۵۰ در ۷۰ سانتیمتر هستند و معمولاً روی دیوار کنار پنلها نصب میشوند . اما مدلهای مرکزی، دستگاههایی بسیار بزرگ به اندازه یک کابینت یا یک کانکس فلزی هستند که در یک اتاق یا فضای مخصوص (سالن اینورتر) قرار میگیرند . تعداد ورودیهای DC آنها نیز متغیر است. یک اینورتر رشتهای کوچک ممکن است ۲ یا ۴ ورودی داشته باشد، در حالی که یک اینورتر مرکزی غولپیکر میتواند بیش از ۱۸ ورودی مجزا داشته باشد تا هزاران پنل را مدیریت کند . این ورودیها به صورت موازی به یک یا چند ردیاب MPPT متصل میشوند تا عملکرد سیستم را بهینه کنند .

برندهای مطرح بازار اینورترهای نیروگاهی

بازار اینورترهای نیروگاهی تحت تسلط برندهای بزرگ و معتبری است که هر کدام با نوآوریهای خاص خود شناخته میشوند. انتخاب یک برند معتبر، به معنای انتخاب راندمان بالا، طول عمر بیشتر (معمولاً ۱۵ تا ۲۰ سال) و خدمات پس از فروش قابل اعتماد است. در جدول زیر، برخی از برترین برندهای جهان را به همراه ویژگیهایشان مشاهده میکنید:

اینورترهای نیروگاهی، پلی هستند میان انرژی پاک خورشید و دنیای برق شهری که ما با آن زندگی میکنیم. انتخاب نوع مناسب آن (آنگرید، آفگرید یا هیبریدی) کاملاً به موقعیت جغرافیایی، دسترسی به شبکه و اهداف شما بستگی دارد. در حالی که سیستمهای آنگرید با هزینه کمتر و بازگشت سرمایه سریعتر، گزینه اصلی برای شهرها هستند، سیستمهای آفگرید راهحلی حیاتی برای مناطق دورافتاده محسوب میشوند. اینورترهای هیبریدی نیز به عنوان آینده این صنعت، انعطافپذیری و استقلال بیشتری را فراهم میآورند. با در نظر گرفتن نکات فنی ذکر شده، به ویژه راندمان، نوع خروجی و برند معتبر، میتوانید بهترین انتخاب را برای سرمایهگذاری خود داشته باشید.

اینورتر های مطرحی در بازار عرضه خواهد شد و تعداد وارد کننده های این برند ها بالاست و در ین پست نمیگنجد، در ادامه بررسی برند ها رو انجام خواهیم داد.

اینورتر چیست و چرا به آن نیاز داریم؟

اینورتر که در فارسی به آن وارونگر یا مبدل جریان مستقیم به متناوب هم میگویند، یک دستگاه الکترونیکی است که کارش را برعکس یکسوکننده (Rectifier) انجام میدهد . به زبان ساده، اینورتر برق مستقیم (DC) را که باتریها یا پنلهای خورشیدی تولید میکنند، به برق متناوب (AC) تبدیل میکند که همان برق قابل استفاده برای اکثر لوازم خانگی و صنعتی است .

شاید برایتان جالب باشد که بدانید این کار تا چه حد حیاتی است. تقریباً تمام وسایلی که در خانه استفاده میکنیم، از یخچال و تلویزیون گرفته تا کامپیوتر، با برق AC کار میکنند. از طرف دیگر، منابعی مانند باتری ماشین یا پنلهای خورشیدی، برق DC تولید میکنند. اینجاست که اینورتر به کمک میآید و این دو دنیای متفاوت را به هم وصل میکند .

تاریخچه و مخترع اینورتر

داستان اینورتر به یک رقابت علمی جذاب در اواخر قرن نوزدهم برمیگردد که به «جنگ جریانها» معروف شد . در یک طرف، توماس ادیسون بود که طرفدار جریان مستقیم (DC) بود و در طرف دیگر، نیکولا تسلا که بر جریان متناوب (AC) به عنوان استانداردی کارآمدتر برای انتقال برق تاکید داشت . همانطور که میدانید، جریان متناوب به دلیل قابلیت انتقال در مسافتهای طولانی، پیروز این میدان شد و به استاندارد جهانی تبدیل گشت .

اما این پایان ماجرا نبود. با رواج AC، دستگاهها و موتورهایی ساخته شدند که با این نوع جریان کار میکردند. از سوی دیگر، منابع تولید DC همچنان وجود داشتند. اینجا بود که ایده ساخت دستگاهی برای تبدیل این دو به هم شکل گرفت.

• ابداع نام: واژه «اینورتر» را برای اولین بار دیوید پرینس در سال ۱۹۲۵ در مقالهای در مجله «GE Review» استفاده کرد. او اینورتر را به عنوان معکوس عملکرد یکسوکننده تعریف کرد .
• اولین نمونهها: اولین اینورترهای عملی در طول جنگ جهانی دوم ساخته شدند. یکی از اولین نمونهها، دستگاهی به نام «پرنده آبی» بود که توسط شرکت ردی لاین ساخته شد و در واقع یک موتور-ژنراتور بود که DC را به AC تبدیل میکرد .
• انقلاب الکترونیکی: تحول بزرگ در دهههای ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ رخ داد، زمانی که ترانزیستورها وارد میدان شدند. شرکت تریپ لیت اولین اینورتر تماماً الکترونیکی را ساخت که میتوانست جریان DC را به یک موج مربعی AC تبدیل کند . پیشرفتهای بعدی، از جمله کارهای شرکت ژاپنی یاسکاوا در دهه ۱۹۷۰، منجر به ساخت اینورترهای مدرن با قابلیت کنترل دقیق سرعت موتورهای AC شد .

اینورتر چطور کار میکند؟ (به زبان ساده)

برای اینکه راحتتر متوجه شوید، یک مثال ساده بزنیم. فرض کنید یک لامپ به یک باتری وصل شده است. اگر قطبهای باتری را عوض کنیم، لامپ همچنان روشن میماند، اما جهت جریان در مدار عوض میشود. حالا اگر این کار را با سرعت ۵۰ یا ۶۰ بار در ثانیه انجام دهیم، در واقع یک جریان متناوب با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز تولید کردهایم .

اینورتر دقیقاً همین کار را انجام میدهد، اما بدون هیچ قطعه متحرکی. قلب اینورتر از کلیدهای الکترونیکی بسیار سریع (مانند IGBT یا ماسفت) تشکیل شده است که با سرعتی بالا (دهها هزار بار در ثانیه) روشن و خاموش میشوند تا یک جریان DC را به یک جریان AC شبیهسازی کنند .

مخففهای علمی مهمی که باید بدانید:

• DC (Direct Current): جریان مستقیم، جریانی که در یک جهت ثابت حرکت میکند. (مثل باتری)
• AC (Alternating Current): جریان متناوب، جریانی که جهت آن مرتباً عوض میشود. (مثل برق شهر)
• VFD (Variable Frequency Drive): درایو فرکانس متغیر، که اغلب به خود اینورتر در کاربردهای صنعتی برای کنترل سرعت موتور گفته میشود .
• PWM (Pulse Width Modulation): مدولاسیون پهنای پالس. تکنیکی که در اینورترهای مدرن برای تولید یک موج سینوسی با کیفیت بالا استفاده میشود. به این صورت که با تغییر دادن مدت زمان روشن بودن کلیدها، یک سیگنال مربعی با عرض پالس متغیر ساخته میشود که پس از عبور از یک فیلتر، به یک موج سینوسی نزدیک میشود .
• IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor): ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق. نوعی کلید الکترونیکی قدرتمند که در قلب اینورترها برای انجام سوئیچینگ سریع استفاده میشود .

رنج ولتاژ و مدلهای خروجی

اینورترها در رنجهای ولتاژ متنوعی ساخته میشوند تا نیازهای مختلف را پوشش دهند.

• ولتاژ ورودی (DC): رایجترین ورودیها شامل ۱۲ ولت (خودرویی)، ۲۴ ولت و ۴۸ ولت (سیستمهای خورشیدی و صنعتی کوچک) و همچنین ولتاژهای بالاتر مانند ۱۱۰ ولت، ۲۲۰ ولت و حتی ۶۰۰ ولت و بالاتر برای کاربردهای صنعتی سنگین است.
• ولتاژ خروجی (AC): خروجی اینورترها معمولاً متناسب با برق شهری است و در دو نوع تکفاز ۲۲۰ ولت (برای مصارف خانگی و اداری) و سهفاز ۳۸۰ ولت (برای مصارف صنعتی) ساخته میشود .

مدل خروجی از نظر شکل موج:

کیفیت خروجی یک اینورتر به شکل موج آن بستگی دارد که در سه دسته کلی جای میگیرد :

1. موج مربعی: سادهترین و ارزانترین نوع. امروزه کاربرد کمی دارد زیرا برای بسیاری از وسایل الکترونیکی مضر است و باعث داغ شدن و کاهش عمر آنها میشود.
2. موج سینوسی اصلاحشده (شبهسینوسی): شکل موجی پلکانی است که به موج سینوسی شبیهتر است. برای اکثر وسایل مانند لامپها، پاورهای کامپیوتر و ابزارهای برقی ساده قابل استفاده است، اما ممکن است با دستگاههای حساس مثل تجهیزات صوتی یا پزشکی مشکل ایجاد کند.
3. موج سینوسی خالص: بهترین و باکیفیتترین نوع خروجی. شکل موجی کاملاً مشابه برق شهری تولید میکند و برای تمام وسایل، حتی حساسترین آنها، کاملاً ایمن است. اینورترهای خورشیدی و صنعتی پیشرفته از این نوع هستند .

مدار داخلی و اجزای تشکیلدهنده

یک اینورتر اگرچه دستگاهی پیچیده به نظر میرسد، اما ساختار اصلی آن از چند بخش مشخص تشکیل شده است :

1. برد قدرت

قلب تپنده اینورتر که وظیفه اصلی تبدیل توان را بر عهده دارد و شامل بخشهای زیر است:

• بخش یکسوساز (Rectifier): ورودی برق AC (اگر اینورتر از نوع AC به AC باشد) یا گاهی باتری، در اولین مرحله به کمک دیودهای قدرت به DC تبدیل میشود. در اینورترهای متصل به شبکه، این بخش از یکسوسازهای کنترلشده برای کنترل توان استفاده میکند .
• بخش فیلتر و صافی: ولتاژ DC خروجی از یکسوساز، دارای نوسانات (ریپل) است. این بخش که شامل خازنهای بزرگ و گاهی سلف است، این نوسانات را گرفته و یک ولتاژ DC صاف و یکنواخت به نام لینک DC یا باس DC تولید میکند .
• بخش اینورتر اصلی (سوئیچینگ): مغز اصلی مدار قدرت. این بخش با استفاده از ۶ عدد IGBT (برای خروجی سهفاز) و یک مدار کنترلکننده، ولتاژ DC لینک را به یک سیگنال PWM تبدیل میکند که در نهایت یک جریان AC با فرکانس و ولتاژ قابل تنظیم را تولید میکند .
• بخش ترمز (اختیاری): در کاربردهای صنعتی که نیاز به توقف سریع موتور است، انرژی جنبشی موتور به انرژی الکتریکی تبدیل شده و ولتاژ لینک DC را بالا میبرد. بخش ترمز با کمک یک مقاومت و یک کلید، این انرژی اضافی را به گرما تبدیل میکند تا از آسیب به خازنها و IGBTها جلوگیری شود .

2. برد کنترلی (مغز متفکر)

این برد، شامل یک پردازنده (میکروکنترلر یا DSP) است که با دریافت فرمانها از کاربر، سیگنالهای کنترلی لازم (PWM) را برای IGBTهای برد قدرت تولید میکند. همچنین وظیفه نظارت بر عملکرد، تشخیص خطا و اعمال حفاظتها را بر عهده دارد .

3. برد ارتباط با کاربر (رابط کاربری)

این بخش، پل ارتباطی بین شما و دستگاه است. یک کیپد (صفحهکلید و نمایشگر) که معمولاً به صورت جداشدنی روی تابلو نصب میشود و به شما اجازه میدهد پارامترهایی مانند سرعت، ولتاژ و فرکانس را تنظیم کنید و همچنین وضعیت دستگاه را مشاهده نمایید .

انواع اینورترها، توانها و کاربردهای متنوع

اینورترها در انواع و ابعاد مختلفی ساخته میشوند تا پاسخگوی نیازهای گوناگون باشند.

از نظر توان:

اینورترها از چند وات برای کاربردهای بسیار کوچک تا چندین مگاوات در نیروگاههای بزرگ ساخته میشوند.

• توانهای پایین (زیر ۱ کیلووات): برای مصارف خودرویی (شارژ لپتاپ، روشنایی)، سیستمهای خورشیدی کوچک و دستگاههای قابل حمل.
• توانهای متوسط (۱ تا ۱۰۰ کیلووات): برای مصارف خانگی (سیستمهای خورشیدی پشتبامی، یوپیاس)، مغازهها، آسانسورها و پمپهای کوچک صنعتی.
• توانهای بالا (بیش از ۱۰۰ کیلووات): برای صنایع سنگین مانند فولاد، سیمان، کاغذ، سیستمهای پمپاژ بزرگ و نیروگاههای خورشیدی و بادی .

درگاه های ارتباطی با تارا الکتریک

اگر شما هم قصد احداث یک نیروگاه کوچک خانگی، کارگاهی یا حتی نیروگاهی بزرگ مقیاس دارید، کشاورز هستید و نیاز به پمپ آب کشاورزی خورشیدی دارید؟ آیا معدن دارید و دسترسی به برق ندارید؟ مسیر دوره ارتباط تلفنی ندارید و به تصاویر به دستتون نمیرسه؟ نگران نباشید!!!!
 حتی اگر نصاب هستید میتوانید تجهیزات خود را در صنعت سولار تهیه کنید.
طراحی، اجرا، فروش تجهیزات، تعمیر و نگهداری سیستم های برق خورشیدی، برق صنعتی در غرب(سراسر) کشور...


فرصت جذب همکار ماهر
اگر شما هم نصاب ماهری هستید، در شهر و استان خودتون شماره و نام و نام‌خانوادگی خودتون رو برای پشتیبانی ما به آدرس ( @Account_supportt ) در پیام رسان های بله، ایتا، آیگپ، روبیکا( روبینو )، سروش و تلگرام ارسال کرده، تا در صورت امکان جذب مشتری در شهر شما، نصب سیستم را به شما می‌سپاریم.
با استفاده از لینک های زیر می‌توانید دوستان خود را به خانواده بزرگ ما دعوت کنید.

شرکت تارا الکتریک در نظر دارد با راه اندازی سایت تخصصی، جهت عضویابی متخصصن مجرب، شرکت های پیمانکاری راه برای راه اندازی و نصب سامانه ها در سایت جامع جذب و ساماندهی کند. که تا پایان سال در دسترس کاربران محترم قرار خواهد گرفت.
 

درگاه عضویت بله
درگاه عضویت ایتا
درگاه عضویت آیگپ
درگاه عضویت روبیکا
باشگاه مشتریان روبینو
درگاه عضویت سروش
درگاه عضویت تلگرام
 

جهت مشاوره تخصصی با شماره های موجود تماس حاصل فرمایید.
     Call:09940837049 - 09206365965

در دنیای امروز، انرژی به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین نیازهای بشر شناخته می‌شود‌، در نبود انرژی الکتریکی زندگی عموم با چالش های متعددی روبرو میشود. رشد جمعیت، توسعه صنعتی و افزایش تقاضا برای برق باعث شده منابع فسیلی مانند نفت و گاز با سرعتی بالا مصرف شوند. این در حالی است که سوخت‌های فسیلی محدود بوده و علاوه بر آن، مصرف بی‌رویه آن‌ها آثار زیست‌محیطی گسترده‌ای همچون آلودگی هوا، گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی به‌دنبال دارد، چرا که در سال های آینده سازمان های محیط زیستی قوانین سفت و سختی را برای استفاده از نیروگاه ها به کشور ها اعلام میکنند. چرا که دمای بالای زمین باعث تغییرات اقلیمی، بالا آمدن سطح آب؛ تغییر فصول را به همراه دارد.

یکی از بهترین راهکارها برای مقابله با این بحران، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و قابل بازیافت با تا حد زیادی رایگان است. در میان منابع مختلف مانند باد، زمین‌گرمایی، زیست‌توده و هیدروژن، انرژی خورشیدی جایگاهی ویژه دارد. خورشید منبعی بی‌پایان و رایگان است که به‌طور مستقیم در دسترس انسان قرار دارد و با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین می‌توان آن را به برق تبدیل کرد.

طراحی نیروگاه خورشیدی به معنای برنامه‌ریزی، محاسبه و ساخت مجموعه‌ای از تجهیزات است که قادر باشد از تابش خورشید برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کند. این فرایند به دانش مهندسی برق، مکانیک، عمران، زمین شناسی و حتی اقتصاد نیاز دارد تا بتوان پروژه‌ای پایدار و اقتصادی ایجاد کرد.

نیروگاه خورشیدی چیست؟

نیروگاه خورشیدی به مجموعه‌ای از تجهیزات و ارتباطات الکتریکی گفته می‌شود که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی خورشید به برق است. این نیروگاه‌ها معمولاً شامل پنل‌های خورشیدی (فتوولتائیک)، اینورترها، کابل‌ها، باتری‌ها و سیستم‌های کنترلی هستند، که در سطوح مختلف توانی ساخته میشود. عموما نیروگاه های با توان کیلواتی بالا و مگاواتی به باتری نیازی ندارند؛ چرا که توانی که در لحظه تولید میشود باید در آن واحد مصرف شود. این عرضه و تقاضا در سیستم های تولید؛ انتقال، و مصرف است.و از طرفی باتری هایی با چنین ظرفیت هایی وجود ندارد.

انواع نیروگاه خورشیدی:

1. نیروگاه فتوولتائیک (PV):
   در این سیستم، با توجه به مساحت زمین و محاسبات تولید انرژی باید تمام پنل ها و تجهیزات لازم برای تولید توان مورد نیاز بررسی گردد. در نهایت فرایند به این صورت خواهد بود: نور خورشید به‌طور مستقیم توسط سلول‌های خورشیدی (طی فرایند تبادل الکترون در صفحات کریستالی پنل) به برق تبدیل می‌شود. این نوع بیشترین کاربرد را دارد و مناسب مناطق مختلف ایران است.

2. نیروگاه حرارتی خورشیدی (CSP):
   در این روش، تابش خورشید توسط آینه‌ها یا عدسی‌ها متمرکز می‌شود و حرارت تولید شده برای چرخاندن توربین بخار و تولید برق به‌کار می‌رود. این نیروگاه‌ها معمولاً در مناطق کویری و با تابش شدید ساخته می‌شوند.

کاربردهای نیروگاه خورشیدی

کاربردهای نیروگاه خورشیدی بسیار گسترده است و در بخش‌های مختلفی از زندگی بشر نقش‌آفرینی می‌کند:

• تأمین برق خانگی و شهری: برای تامین برق منازل مسکونی می‌توانند با نصب پنل‌های خورشیدی، بخش زیادی از مصرف برق خود را تأمین کنند؛ که در کیلووات های 5. 10. 15 ساخته میشود.

• کاربرد صنعتی: بسیاری از کارخانه‌ها، سوله ها؛ کارگاه ها، برای کاهش هزینه انرژی، از نیروگاه‌های خورشیدی داخلی بهره می‌برند، که بالای پشت بام و روی سقف ایجاد میگردد.

• کشاورزی: تأمین انرژی پمپ‌های آب، گلخانه‌ها و سیستم‌های آبیاری با استفاده از راه اندازی با درایو.

• حمل‌ونقل: استفاده در ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی، لامپ های کم مصرف در مسیر ها و پیاده رو ها.

• زیرساخت شهری: روشنایی خیابان‌ها، چراغ‌های راهنمایی، دوربین‌های مداربسته و تابلوهای تبلیغاتی.

• مناطق دورافتاده: برق‌رسانی به روستاها و مناطقی که به شبکه برق سراسری دسترسی ندارند.

مراحل طراحی نیروگاه خورشیدی

1. مطالعات امکان‌سنجی

اولین مرحله، بررسی پتانسیل منطقه برای نصب نیروگاه خورشیدی است. این بررسی شامل:

• میزان تابش خورشید در طول سال

• شرایط آب و هوایی (دما، گرد و غبار، رطوبت)

• موقعیت جغرافیایی و زاویه تابش(نزدیکی و یا دوری به کوه پایه ها) 

• هزینه‌های اولیه و بازگشت سرمایه

• تسهیلات بانکی اولیه و مراحل دریافت کمک هزینه ها

2. انتخاب فناوری

بسته به موقعیت و نیاز پروژه، باید نوع نیروگاه انتخاب شود:

• فتوولتائیک (PV): مناسب برای پروژه‌های خانگی، تجاری و صنعتی و نیروگاهی

• حرارتی (CSP): مناسب برای پروژه‌های مقیاس بزرگ در بیابان‌های بدون طوفان شن و با نرخ تابش بالا

3. طراحی سیستم فنی

• محاسبه ظرفیت(توان) مورد نیاز

• انتخاب نوع پنل (مونوکریستالی یا پلی‌کریستالی)

• نوع جذب نور در سیستم های فتوولتاییک( پنل های یکطرفه-دوطرفه)

• تعیین نوع اینورتر و تعداد آن‌ها

• طراحی سیستم ذخیره‌سازی انرژی با باتری یا اتصال به شبکه

• انتخاب کابل‌ها و تجهیزات حفاظتی، تابلو برق ها؛ رله های حفاطتی؛ سیستم های سنکرونیزاسیون خودکار

4. جانمایی و نصب

• تعیین زاویه و جهت پنل‌ها برای بیشترین بازدهی( زاویه ثابت، یا زاویه متغیر)

• استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی برای تحلیل سایه و بازدهی

• نصب استراکچرهای( سازه‌ ) نگهدارنده و تجهیزات مکانیکی

5. بهره‌برداری و نگهداری

• مانیتورینگ عملکرد نیروگاه( اتصال از طریق شبکه های ارتباطیrs485)

• شست‌وشوی منظم پنل‌ها برای جلوگیری از کاهش راندمان

• سرویس دوره‌ای تجهیزات الکتریکی

• PM تجهیزات، اینورترها، کانکتورها، تجهیزات حفاظتی و اندازه گیری

مزایای طراحی نیروگاه خورشیدی

• منبع انرژی رایگان و بی‌پایان

• عدم تولید گازهای گلخانه‌ای و کمک به کاهش آلودگی

• کاهش هزینه‌های برق در بلندمدت

• افزایش ارزش اقتصادی زمین و ملک

• ایجاد اشتغال در زمینه طراحی، نصب و نگهداری

• کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی

معایب و چالش‌ها

• هزینه اولیه بالا برای خرید تجهیزات

• وابستگی به شرایط آب و هوایی

• نیاز به زمین وسیع برای احداث نیروگاه‌های بزرگ

• مشکلات مربوط به ذخیره‌سازی انرژی در شب یا روزهای ابری

• نکته: اما با توجه به اینکه مزایای سیستم های خورشیدی بیشتر نسبت به معایب آن؛ سیاست تولید نیز به این سمت در حال حرکت است.

ترانسمیتر جریان (Current Transmitter) 

1. کاربردهای اصلی
ترانسمیترهای جریان در صنایع مختلف برای اندازه‌گیری، کنترل و مانیتورینگ جریان الکتریکی استفاده می‌شوند. برخی از مهم‌ترین کاربردها شامل:  
- سیستم‌های قدرت: اندازه‌گیری جریان در تابلوهای برق، ژنراتورها، ترانسفورماتورها و خطوط انتقال.  
- اتوماسیون صنعتی: کنترل جریان موتورها، پمپ‌ها، فن‌ها و سایر تجهیزات الکتریکی.  
- صنایع نفت و گاز: مانیتورینگ جریان در پالایشگاه‌ها، خطوط لوله و پمپ‌های انتقال سیالات.  
- صنایع شیمیایی و دارویی: اندازه‌گیری جریان در فرآیندهای تولید مواد شیمیایی و دارویی.  
- انرژی‌های تجدیدپذیر: نظارت بر جریان در سیستم‌های خورشیدی و بادی.  

2. ورودی‌ها (Inputs) 
ورودی ترانسمیتر جریان معمولاً یکی از موارد زیر است:  
- جریان متناوب (AC):مانند جریان خطوط برق صنعتی (مثلاً 0-5A یا 0-10A).  
- جریان مستقیم (DC):مانند جریان باتری‌ها یا سیستم‌های DC صنعتی.  
- سیگنال‌های ضعیف: از سنسورهای اثر هال یا ترانسفورماتورهای جریان (CT) دریافت می‌شوند.  

نکته: برخی ترانسمیترها قابلیت دریافت ولتاژ ورود ی (مثلاً 0-10V) را نیز دارند و آن را به سیگنال جریان استاندارد تبدیل می‌کنند.  

---

3. خروجی‌ها (Outputs)
خروجی ترانسمیتر جریان معمولاً به یکی از فرم‌های استاندارد زیر است:  
- جریان آنالوگ:
 - 4-20mA (رایج‌ترین نوع، مقاوم در برابر نویز و مناسب برای فواصل دور).  
 - 0-20mA (در برخی کاربردهای خاص).  
 - ولتاژ آنالوگ:
 - 0-10V (برای فاصله‌های کوتاه و سیستم‌های مبتنی بر ولتاژ).  
 - 0-5V (در برخی تجهیزات صنعتی).  
 - خروجی دیجیتال: 
 - پروتکل‌های ارتباطی مانند RS-485 (Modbus RTU)، HART یا Fieldbus (برای سیستم‌های پیشرفته کنترل).  

---

4. اجزای داخلی و عملکرد
- سنسور جریان: 
 - ترانسفورماتور جریان (CT): برای اندازه‌گیری جریان‌های AC.  
 - شنت مقاومتی (Shunt): برای اندازه‌گیری جریان‌های DC.  
 - سنسور اثر هال:برای اندازه‌گیری جریان‌های AC/DC با ایزوله‌سازی بالا.  
- مدار پردازش:  
 - تقویت و فیلتر کردن سیگنال.  
 - خطی‌سازی (Linearization) برای بهبود دقت.  
- مدار خروجی:
 - تبدیل سیگنال به فرمت استاندارد (مثلاً 4-20mA).  
 - ایزوله‌سازی نوری یا مغناطیسی برای جلوگیری از نویز و افزایش ایمنی.  

---

5. ویژگی‌های فنی مهم
- دامنه اندازه‌گیری (Measuring Range):** مثلاً 0-100A، 0-500A و...  
- دقت (Accuracy): معمولاً ±0.1% تا ±1% FS (بسته به مدل).  
- منبع تغذیه: 24V DC (رایج‌ترین)، 110/220V AC.  
- درجه حفاظت (IP Rating):** مثلاً IP65 برای محیط‌های صنعتی.  
- ایزوله‌سازی (Isolation):** بین ورودی، خروجی و منبع تغذیه (مثلاً 2500V).  

6. مزایا و معایب
✅مزایا:
- دقت بالا در اندازه‌گیری.  
- مقاوم در برابر نویز و شرایط سخت صنعتی.  
- امکان ارسال سیگنال به فواصل دور (به‌ویژه با خروجی 4-20mA).  

❌معایب:
- در صورت استفاده از شنت مقاومتی، ممکن است تلفات حرارتی ایجاد شود.  
- نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای برای حفظ دقت.  

---

7. انتخاب ترانسمیتر جریان مناسب
برای انتخاب صحیح، این پارامترها را در نظر بگیرید:  
1. نوع جریان ورودی (AC/DC).
2. دامنه اندازه‌گیری.
3. دقت مورد نیاز.
4. نوع خروجی (4-20mA، 0-10V، دیجیتال و...).
5. شرایط محیطی (دما، رطوبت، نویز و...).

8. مثال کاربردی
کاربرد در موتورهای صنعتی:
ورودی:** جریان AC موتور (0-50A).  
خروجی:** 4-20mA به PLC.  
عملکرد:** PLC با دریافت سیگنال، در صورت افزایش جریان (مثلاً به 20mA)، فرمان توقف موتور را صادر می‌کند تا از آسیب جلوگیری شود.  

جمع‌بندی:
ترانسمیتر جریان یک ابزار حیاتی در صنعت است که با تبدیل جریان به سیگنال استاندارد، امکان کنترل و مانیتورینگ دقیق را فراهم می‌کند. انتخاب نوع مناسب آن به نیازهای پروژه و شرایط محیطی بستگی دارد، و این امکان را فراهم میکند که جریان عبوری از یک سیم حامل جریان که با استفاده از ترانس CT و اتصال خروجی آن به ترانسمیتر، میتوان جریان عبوری را به اپراتور یک مجموعه گزارش داد.

از ترکیب دو واژه TRANSFER+METER گرفته شده است. یعنی تجهیزی که بتواند یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری کرده(METERING)وآن را به مکانی دورتر مثل اتاق کنترل انتقالTRANSFER دهد.

می تواند نیوماتیکی و یا الکترونیکی باشد. در هر دو مورد،سیگنال ارسالی استاندارد بوده و برای تجهیزاتی که در LOOP کنترل قرار دارند قابل فهم می باشد. در نوع الکترونیکی جریان 20-4 میلی امپر و در نوع نیوماتیکی فشار هوای 15-3 PSI یا bar از سوی TRANSMITTER به کنترلرهای الکترونیکی و نیوماتیکی ارسال می شود.

ترانسمیتر صنعتی چیست؟

به بیان دیگر ترانسمیتر صنعتی ابزاری است که برای اندازه گیری کمیت ها و پارامتر های مختلف نظیر دما، فشار، رطوبت، سطح مایعات، فلو، گاز های های محیطی و مواردی از این دست استفاده می گردند. مقادیر اندازه گیری را به صورت جریان الکتریکی استاندارد در بازه 4 تا 20 میلی آمپر روی یک زوج سیم ارسال می نمایند. ترانسمیتر ایزوله (TRANSMITTER) جهت تبدیل انواع سیگنال های آنالوگ با دقت و کیفیت عالی به کار می رود.

پشتیبانی از تمامی سیگنال ها و رنج های مختلف اندازه گیری شامل سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر DC، 0 تا 20 میلی آمپر DC، 0 تا 5 ولت DC، 0 تا 10 ولت DC، انواع ترموکوپل (Thermocouple) J,K,B,R,S,T,E,N، انواع RTD و PT100، پتانسیومتر (Potentiometer)، مقاومت (Resistance) ، ورودی و خروجی کاملا ایزوله در برابر نویز و نوسانات برق، فیلترینگ و تقویت سیگنال از نکات مهم در ترانسمیتر می باشد.

استفاده از ترانسمیتر ها

ساختار ترانسمیتر ها

بطور كلي ترانسميتر ها از سه قسمت اصلي حس كننده، مبدل(ترانسديوسر) و تقويت كننده تشكيل مي شود. ترانسميترها درانواع الكتريكي و نيوماتيكي طراحی مي شوند.

خروجي ترانسميتر هاي الكتريكي بين ۴ تا ۲۰ ميلي آمپر و ترانسميتر هاي نيوماتيكي بين ۳ تا ۱۵ psi بر حسب تغييرات كميت ورودي مي تواند تغيير كند. براي مدرج كردن و يا كاليبره كردن ترانسميتر ها طبق دستور سازنده با دادن ورودي هاي معين و معلوم خروجي را تنظيم مي كنيم .

کاربرد ترانسمیتر ها

سنسورها و ترانسمیتر ها اجزای یک پروسه صنعتی هستند که کاربردهای فراوانی در پروسه های متنوع دارند. امروزه مصرف زیادی در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، سیمان، ریخته گری، داروسازی، مهندسی پزشکی و بطور کلی هر سیستمی که نیاز به اتوماسیون صنعتی دارد، پیدا نموده است.

کاربرد عمده این قطعات در ارزیابی عملکرد سیستم و ارائه یک فیدبک با مقدار و وضعیت مناسب است که بدین ترتیب کنترلر سیستم متوجه وضعیت کارکرد آن و چگونگی حالت خروجی خواهد شد .

انواع ترانسمیتر

ترانسمیتر ها در صنعت دارای انواع بسیار گوناگونی میباشند که هریک با توجه به پارامتری که اندازه گیری میکنند و نوع سیگنالی که برای سیستم های کنترلی ارسال میکنند طبقه بندی میشوند. این ترانسمیتر ها در حوزه ابزار دقیق برای اندازه گیری پارامترهایی مانند فشار، دما، جریان و سطح مورد استفاده قرار میگیرند. بنابراین این ترانسمیتر ها شامل:

ترانسمیتر فشار و اختلاف فشار:

این ترانسمیترها برای اندازه گیری فشار یا اختلاف فشار در سیستم های صنعتی استفاده می شوند. آنها سیگنال خروجی را بر اساس فشار ورودی تولید می کنند و می توانند سیگنال آنالوگ یا دیجیتال داشته باشند.

ترانسمیتر دما (ترانسمیتر دما هد مونت، ریل مونت و فیلد مونت):

این ترانسمیترها برای اندازه گیری دما در صنعت استفاده می شوند. آنها می توانند از انواع مختلفی مانند ترانسمیتر دمای هد مونت، ریل مونت و فیلد مونت باشند.

ترانسمیتر فلو (فلو ترانسمیتر های مغناطیسی، ورتکس، کوریولیس، توربینی و…):

این ترانسمیترها برای اندازه گیری جریان مواد در سیستم های صنعتی استفاده می شوند. آنها می توانند از انواع مختلفی مانند ترانسمیترهای مغناطیسی، ورتکس، کوریولیس و توربینی باشند.

ترانسمیتر  سطح ( ترانسمیتر سطح راداری، التراسونیک، دیسپلیسری و ترانسمیتر های فشار هیدرو استاتیکی و …):

این ترانسمیترها برای اندازه گیری سطح مواد در سیستم های صنعتی استفاده می شوند. آنها می توانند از انواع مختلفی مانند ترانسمیترهای سطح راداری، التراسونیک، دیسپلیسری و ترانسمیتر های فشار هیدرو استاتیکی باشند.

ترانسمیتر های دیگری که در صنایع مورد استفاده میباشند شامل ترانسمیتر های پارامترهای شیمیایی مانند ترانسمیتر آنالایزر های PH، ORP، CO2 و … سایر پارامتر های شیمایی میباشند.

ترانسمیترهای دما:

ترانسمیترهای دما هد مونت، ریل مونت و فیلد مونت از انواع ترانسمیترهای دما هستند که در صنعت برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شوند.

ترانسمیتر دمای هد مونت: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری دما در محیط‌های صنعتی با شرایط سخت و خطرناک استفاده می‌شوند. طراحی آنها به گونه‌ای است که محافظت بیشتری در برابر گرد و غبار، رطوبت، شوک و ارتعاشات ارائه می‌دهند.

ترانسمیتر دمای ریل مونت: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری دما در ریل‌ها و قطارها استفاده می‌شوند. آنها قادر به تحمل شرایط سخت محیطی مانند ارتعاشات قوی، شوک‌ها و نوسانات دما هستند و معمولاً دارای استانداردهای ایمنی و صنعتی مرتبط با حوزه ریلی هستند.

ترانسمیتر دمای فیلد مونت: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری دما در محیط‌های صنعتی و فضای باز استفاده می‌شوند. آنها معمولاً دارای قابلیت مقاومت در برابر آب، گرد و غبار، تغییرات دمایی و شوک‌های مکانیکی هستند.

تمام این ترانسمیترها از سنسورهای دمایی مختلفی مانند رزیستورهای Pt100، ترموکوپل‌ها و ترانزیستورهای دما استفاده می‌کنند. سیگنال خروجی آنها معمولاً به صورت سیگنال آنالوگ (مانند ولتاژ یا جریان) یا سیگنال دیجیتال (مانند کد دمایی) ارائه می‌شود.

ترانسمیترهای فلو:

ترانسمیترهای فلو برای اندازه‌گیری جریان مواد در سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شوند. این ترانسمیترها به صورت مستقیم یا غیرمستقیم میزان جریان را اندازه‌گیری می‌کنند و سیگنال خروجی را بر اساس آن تولید می‌کنند.

ترانسمیتر فلو مغناطیسی: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری جریان مواد مغناطیسی مانند آب، روغن، گاز و مواد شیمیایی استفاده می‌شوند. آنها با استفاده از اصل تغییر میدان مغناطیسی با جریان، جریان را اندازه‌گیری می‌کنند.

ترانسمیتر فلو ورتکس: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری جریان مواد با استفاده از اصل تولید گردشهای ورتکس در جریان استفاده می‌شوند. ورتکس‌های تولید شده توسط جریان، در سنسورها تشخیص داده می‌شوند و میزان جریان را نشان می‌دهند.

ترانسمیتر فلو کوریولیس: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری جریان مواد با استفاده از اصل انحراف نیروهای کوریولیس در جریان استفاده می‌شوند. نیروهای کوریولیس توسط سنسورها قابل تشخیص هستند و میزان جریان را نشان می‌دهند.

ترانسمیتر فلو توربینی: این نوع ترانسمیترها برای اندازه‌گیری جریان مواد با استفاده از اصل چرخش توربین استفاده می‌شوند. جریان باعث چرخش توربین می‌شود و سنسورها این چرخش را تشخیص داده و میزان جریان را نمایش می‌دهند.

ترانسمیترهای سطح:

ترانسمیترهای سطح برای اندازه‌گیری میزان سطح مواد در مخازن و تانک ها استفاده می‌شوند. این ترانسمیترها با توجه به خواص مواد مختلف می‌توانند با استفاده از فناوری های مختلفی این اندازه‌گیری را انجام دهند.

ترانسمیترهای فلو سطح راداری با ارسال سیگنالهای الکترومغناطیسی و اندازه‌گیری تاخیر زمان بازگشت امواج به مبنا، میزان سطح را تعیین می‌کنند. همچنین ترانسمیترهای سطح التراسونیک با انعکاس امواج صوتی و اندازه‌گیری زمان بازگشت آن‌ها تا سنسور، میزان سطح مواد را تشخیص می‌دهند.

ترانسمیترهای سطح دیسپلیسری با استفاده از تغییر عرض لوله‌ای که ماده در آن موجود است را اندازه‌گیری می‌کنند. همچنین ترانسمیترهای سطح فشار هیدرو استاتیکی با استفاده از فشار مواد در یک عمود بر روی سطح آن میزان سطح مواد را تعیین می‌کنند.

ترانسمیترهای جریان:

معرفی ترانسمیتر جریان 

‫ترانسمیتر جریان مدل PM-CTR11A یک مبدل ترانس جریان AC به سیگنال آنالوگ استاندارد و مقدار دیجیتال می باشد این ترانسمیتر جریان با استفاده از چیپ مبدل True RMS قابلیت اندازه گیری جریان ها با شکل موج ها مختلف (شکل موج با انواع برش مختلف) را داراست و بصورت پیشفرض برای اتصال به ترانس جریان با خروجی 5-0 آمپر طراحی شده و در صورت سفارش برای اتصال به ترانس جریان با خروجی 1-0 آمپر نیز طراحی می شود.‫
‫این ترانسمیتر جریان قابلیت اتصال به کامپیوتر و تجهیزات کنترلی از قبیل (HMI و PLC) از طریق پورت سریال RS485  را دارد .  قابلیت تبدیل  جریان خروجی ترانس جریانCT به سیگنال های آنالوگ استاندارد زیر نیز از ویژگی های بارز این ماژول است:

• 0-10 ولت

• 0-5 ولت

• 0-20 میلی آمپر

• 4-20 میلی آمپر

مشخصات فنی ترانسمیتر جریان AC پارس مگا

‫ورودی جریان: قابل اتصال به ترانس‌های جریان (CT) با خروجی 5 آمپر
‫خروجی آنالوگ: قابل تنظیم به صورت 0–10V، 0–5V، 0–20mA یا 4–20mA
مبدل آنالوگ به دیجیتال: 10 بیتی
چیپ مبدل: True RMS ‫(قابلیت اندازه گیری جریان ها با شکل موج ها مختلف)
‫ارتباط سریال: پورت RS485 با پشتیبانی از پروتکل Modbus RTU‫
‫قابلیت اتصال به: PLC، HMI و سیستم‌های مانیتورینگ
‫نمایشگر وضعیت: LED داخلی برای نمایش وضعیت ماژول‫
‫رنج دمای کاری: از -30 تا +75 درجه سانتی‌گراد
ابعاد: 23×114×100 میلی‌متر
 
برای دیدن مشخصات بیشتر روی ادامه مطالب کلیک فرمایید.

امروز در این تسک به بررسی عوامل خرابی در موتور های الکتریکی در صنعت میپردازیم.

مقدمه

الکتروموتورها در محیط های صنعتی در همه جا استفاده می شوند و به طور فزاینده ای در حال پیچیده و تخصصی تر شدن هستند. نگهداشتن موتورهای در حال کار، در پیک عملکرد کاری خود، یک چالش جدی است. خیلی مهم است که به یاد داشته باشیم مشکلات مرتبط با موتور و درایو به یک دلیل خاص محدود نمی شود – مشکلات الکتریکی و مکانیکی هر دو می توانند باعث خرابی موتورها گردند.

مجهز شدن به دانش درست در این زمینه به معنای تفاوت بین از کار افتادگی های پر هزینه و بهبود زمان بهره برداری از سرمایه ها است. و از خرابی و خرید الکتروموتور جدید در کوتاه مدت جلوگیری می شود. شما با خواندن این مقاله، سیزده دلایل اصلی خرابی موتور ها و همچنین دلایل آمپر کشیدن موتور را می آموزید. و

چه اقداماتی انجام دهیم و چگونه زمان بهره برداری از تجهیزات را بهبود بدهیم؟

شکست عایق سیم پیچ ها و فرسودگی یاتاقان ها دو عامل اصلی و عمده خرابی موتورها هستند، اما این وضعیتها دلایل مختلفی دارند. این مقاله تشریح می کند که چگونه ۱۳ مورد از رایج ترین دلایل خرابی عایق سیم پیچی و خرابی یاتاقانها را پیدا کنیم.

دلایل خرابی موتورها را در چهار دسته کیفیت توان، درایوهای فرکانس متغیر، درایوهای فرکانس متغیر، عوامل مکانیکی و عوامل نصب نادرست، بیان می کنیم؛

کیفیت توان

۱-ولتاژ گذرا ۲-عدم تعادل ولتاژ ۳-اعوجاج هارمونیکی

درایوهای فرکانس متغیر

۴-بازتابها در سیگنالهای PWM خروجی درایو ۵-جریان سیگما ۶-اضافه بارهای عملیاتی

عوامل مکانیکی

۷-ناهم محوری ۸-عدم تعادل شفت ۹-شل و آزاد بودن شفت ۱۰-فرسودگی یاتاقان

عوامل نصب نادرست

۱۱-پایه ضعیف ۱۲-کشیدگی و کرنش لوله ۱۳-ولتاژ شفت

کیفیت توان

۱- ولتاژ گذرا

ولتاژهای گذرا می توانند از منابع متعددی در داخل یا خارج کارگاه بیایند. خاموش یا روشن شدن بارهای مجاور، بانکهای خازنی اصلاح ضریب توان یا حتی شرایط هوایی محیط میتوانند بر روی سیستم توزیع ولتاژهای گذرا تولید کنند. این ولتاژهای گذرا، که در دامنه و فرکانس متغیر هستند، می توانند باعث ایجاد فرسودگی یا شکست عایقی در سیم پیچهای موتور شوند به دلیل ندرت وقوع و اینکه نشانه های آن ممکن است به روشهای مختلف ظاهر شوند. یافتن منشائ این ولتاژهای گذرا می تواند مشکل باشد. برای مثال، یک ولتاژ گذرا ممکن است بر روی کابلهای کنترل ظاهر شود که الزاما باعث خسارت مستقیم به تجهیزات نشود اما باعث در هم گسیختن عملکرد آنها گردد.

خرابی مرتبط : شکست عایقی سیم پیچی موتور باعث خرابی زودهنگام موتور و از کار افتادن خارج از برنامه می شود.

تجهیزات برای اندازه گیری و تشخیص: Fluke ۴۳۵-II آنالایزر کیفیت توان سه فاز وضعیت بحرانی: بالا

۲- عدم تعادل ولتاژ

سیستمهای توزیع سه فاز اغلب بارهای تک فاز را تغذیه می کنند. یک عدم تعادل در امپدانس یا توزیع بار میتواند باعث عدم تقارن در میان هر سه فاز گردد. عامل بالقوه خرابی می تواند در کابلکشی موتور، ترمینال موتور یا خود سیم پیچ ها باشد. این عدم تعادل می تواند منجر به تنش هایی در مدارهای هر فاز در یک سیستم توان سه فاز گردد. در حالت معمول، ولتاژ هر سه فاز باید همواره در یک اندازه باشند.

خرابی مرتبط : عدم تعادل ولتاژ باعث عبور جریان اضافه در یک یا بیشتر از فازها شده و در ادامه دمای عملیاتی را افزایش داده و منجر به شکست عایقی می گردد.

وضعیت بحرانی: متوسط

۳- اعوجاج هارمونیکی

شرح ساده این است که هارمونیکها منابع اضافی ناخواسته ولتاژها یا جریانهای AC فرکانس بالا هستند که انرژی را به سیم پیچهای موتور اعمال می کنند. این انرژی اضافی جهت گردش شفت موتور استفاده نمی شود بلکه در سیم پیچها سیرکوله می شود و سرانجام در تلفات انرژی داخلی موتور مشارکت می کند. این تلفات به صورت حرارت پراکنده می شوند. که در طی زمان، توانایی عایقی سیم پیچها را تخریب خواهد کرد.

مقداری اعوجاج هارمونیکی جریان در هر بخشی از سیستم که تجهیزات الکترونیکی را تغذیه می کنند طبیعی است. برای شروع بررسی اعوجاج هارمونیکی، از یک آنالایزر کیفیت توان برای پایش میزان جریان و حرارت در ترانسفورماتورها برای اطمینان از اینکه آنها تحت تنش اضافه قرار ندارند استفاده کنید. هر هارمونیک دارای سطح اعوجاج قابل قبول و متفاوت است که در استانداردهایی مانند IEEE ۵۱۹-۱۹۹۲ تعریف شده است.

خرابی مرتبط : کاهش راندمان موتور باعث افزایش هزینه ها و افزایش دمای عملیاتی می شود. تجهیزات برای اندازه گیری و تشخیص: Fluke ۴۳۵-II آنالایزر کیفیت توان سه فاز میزان بحرانی بودن: متوسط

درایوهای فرکانس متغیر عامل خرابی موتورها؟

۴- بازتابها بر روی سیگنالهای PWM خروجی درایو

درایوهای فرکانس متغیر تکنیک مدولاسیون پهنای پالس (PWM) را برای کنترل ولتاژ و فرکانس خروجی که به موتور اعمال می گردد به کار گرفته اند. موتور درایو عرضه کننده انواع اینورتر (درایو فرکانس متغیر) می باشد.

بازتابها هنگامی تولید می شوند که یک عدم انطباق بین امپدانس بار و منبع وجود داشته باشد. عدم تطابق امپدانس می تواند به دلیل نصب نادرست، انتخاب نادرست اجزا و افت و پیری تجهیزات طی گذشت زمان رخ دهد. در یک مدار درایو موتور، مقدار پیک بازتاب می تواند به بزرگی اندازه ولتاژ باس DC باشد. البته در الکتروموتورهای جدید داخلی نظیر الکتروموتور الکتروژن و الکتروموتور موتوژن و همچنین الکتروموتورهای وارداتی نظیر الکتروموتور گاماک ترکیه مطابق استاندارد سامانه عایقی برای کارکرد الکتروموتور با اینورتر (درایو فرکانس متغیر) ارتقاء پیدا کرده است

خرابی مرتبط : شکست عایقی سیم پیچهای موتور باعث از کار افتادن های خارج از برنامه می شود.

تجهیزات برای اندازه گیری و تشخیص: Fluke ۱۹۰-۲۰۴ ScopeMeter اسیلوسکوپ ۴ کانال قابل حمل با نمونه برداری سریع، تستر مقاومت عایقی Fluke ۱۵۸۷

میزان بحرانی بودن : زیاد

۵- جریان سیگما

جریانهای سیگما ذاتا جریانهای پارازیتی (stray) هستند که در درون یک سیستم سیرکوله می شوند. جریانهای سیگما به عنوان یک نتیجه از فرکانس سیگنال، سطح ولتاژ، ظرفیت خازنی و اندوکتانس در هادی ها تولید می شوند. این جریانهای گردان می توانند مسیر عبور خود را از طریق سیستمهای حفاظت زمین ببندند که باعث تریپ شدن سیستم بر اثر نویز یا در برخی مواقع باعث افزایش دما در سیم پیچها گردند.

جریان سیگما را می توان در کابل کشی موتور یافت و عبارت است از مجموع جریانهای سه فاز در هر نقطه در زمان است. در یک وضعیت درست، مجموع جریانهای سه فاز مساوی با صفر خواهد بود. به عبارت دیگر، جریان برگشتی از درایو مساوی جریان وارد شده به آن است. جریان سیگما را همچنین می توان سیگنال نامتقارنی فهمید که چندین هادی که به صورت خازنی جریانشان به هادی زمین کوپل شده است.

خرابی مرتبط : قطع مدار به صورت مرموز و مبهم بعلت عبور جریان حفاظتی زمین. تجهیزات برای اندازه گیری و تشخیص: Fluke ۱۹۰-۲۰۴ ScopeMeter اسیلوسکوپ ۴ کانال قابل حمل با پهنای باند عریض (۱۰kHz) کلمپ جریان (Fluke i۴۰۰S یا مشابه آن( میزان بحرانی بودن : کم

برخی اوقات الکتروموتورها و یا حتی موتور القایی به محض خرید و یا استفاده بعد از نگهاری بلند مدت در انبار بعد از تحویل مورد استفاده قرار نگیرد، حفاظت آن در برابر عوامل خارجی نظیر رطوبت، درجه حرارت بالا و آلودگی به منظور جلوگیری از خسارت به عایق ها، مهم و حیاتی است. در حالتی که الکتروموتور یک دوره طولانی در انبار نگه داشته شده بوده است. قبل از استفاده و کاربرد موتور ، بایستی مقاومت عایقی موتور (سیم پیچهای موتور) اندازه گیری شود.

توجه: اگر موتور در مکانی با رطوبت زیاد قرار دارد، انجام بازرسی دوره ای ضروری است.

در واقع تعیین قواعدی برای مقدار حداقل مقاومت عایقی واقعی یک موتور غیر ممکن است، چونکه مقاومت با توجه به روش ساخت، وضعیت مواد عایقی استفاده شده، ولتاژ نامی، اندازه و نوع آن تغییر می کند. در حقیقت، سالهای زیادی تجربه نیاز است که تعیین کنیم موتور برای بهره برداری آماده است یا خیر.

یک قاعده سرانگشتی ۱۰ مگا اهم یا بیشتر است

اندازه گیری مقاومت عایقی موتور با استفاده از یک مگااهم متر (مگر) – اهم متر رنج مقاومتهای بالا انجام می شود. اما این دستگاه چگونه کار تست را انجام می دهد؟ ولتاژ DC با دامنه ۵۰۰ یا ۱۰۰۰ ولت بین سیم پیچها و بدنه زمین شده موتور اعمال می شود.

توجه: در حین اندازه گیری و لحظاتی پس از آن، بعضی از ترمینال ها حامل ولتاژهای خطرناک بوده و نباید لمس گردد.

برخی از مدل های مختلف میگر باتوجه به نوع مصرف ولتاژ هجومی ان تا 500کیلوولت لحظه‌ای خواهد رفت.

در انجام این کار سه نکته مهم جهت ذکر کردن وجود دارد:

۱- مقاومت عایق،
۲- اندازه گیری و
۳-بررسی

۱- مقاومت عایقی

• حداقل مقاومت عایقی سیم پیچهای جدید، تمیز شده یا تعمیر شده نسبت به زمین ۱۰ مگااهم یا بیشتر است.
• مقاومت عایقی حداقل، R، با ضرب کردن ولتاژ نامی Un با ضریب ثابت ۰.۵ مگااهمکیلوولت محاسبه می شود.

برای مثال: اگر ولتاژ نامی ۶۹۰ ولت باشد، مقاومت عایقی حداقل برابر است با:

۰.۶۹kV* ۰.۵ Megohm/kV = ۰.۳۵ Megohm

۲- اندازه گیری

• مقاومت عایقی حداقل سیم پیچ به زمین با ۵۰۰VDC اندازه گیری شده و دمای سیم پیچ باید ۲۵ درجه سانتیگراد با تلرانس ۱۵ درجه باشد.
• مقاومت عایقی حداکثر سیم پیچ باید با اعمال ولتاژ ۵۰۰VDC در یک دمای کاری سیم پیچها بین ۸۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد بسته به نوع و راندمان موتور اندازه گیری شود.

۳- بررسی

• اگر مقاومت عایقی موتور در یک موتور نو، تمیز یا تعمیر شده که مدت زمانی در انبار بوده است کمتر از ۱۰ مگااهم باشد. می تواند بدلیل این باشد که سیم پیچها نمناک هستند و نیاز است که خشک گردند.
• اگر موتور برای یک دوره زمانی طولانی تحت بهره برداری بوده است، حداقل مقاومت عایقی ممکن است به یک سطح بحرانی سقوط کند. تا زمانیکه مقدار اندازه گیری شده به زیر مقاومت عایقی حداقل محاسبه شده نرفته است، موتور می تواند به کار خود ادامه دهد.اما، اگر از این محدوده پایین تر برود، موتور بایستی سریعا متوقف گردد. تا از صدمه به افراد بدلیل ولتاژ نشتی بالا جلوگیری گردد.

در هنگام بررسی موتور های الکتریکی برای تست و بهره برداری توسط دستگاه مگر باید سه اصل مهم انجام شود:

1- تست اتصال جریان نشتی بدنه نسبت به زمین

2-تست نشتی هر کلاف نسبت به زمین

3- تست مقاومت کلاف ها نسبت به یکدیگر

هر کدام از این تست ها باید به صورت جداگانه انجام شود. و با توجه به متغییر بودن رنج تغییرات ولتاژی، آن را ثبت کرده و در چک لیست مورد نیاز بهره بردار قرار گیرد.

میگر چیست؟

میگر یا تستر عایق چیست؟ میگر دستگاهی بسیار کاربردی و مهم برای اندازه‌گیری میزان مقاومت عایق است. این دستگاه(دستگاه میگر چیست) برای اندازه‌گیری عایق از اعمال ولتاژ بالا در اندازه‌های 1000 ولت یا حتی 1 کیلو ولت استفاده می‌کند. همچنین می‌تواند مقدار‌های بالای مقاومت در حد گیگ یا حتی ترا اهم را نیز اندازه‌گیری کند. اندازه‌گیری میزان ولتاژ برای تست انواع کابل، تست سوئیچ و کلید‌ها، انواع موتور‌های الکتریکی، ترانسفورماتور‌ها و ... استفاده می‌شود.این دستگاه بر اساس اصل مقایسه کار می‌کند، یعنی مقاومت عایق با مقدار شناخته شده مقاومت مقایسه می‌شود. اگر مقاومت عایق زیاد باشد، نشانگر سیم پیچ متحرک به سمت بی‌نهایت منحرف می‌شود و اگر کم باشد، نشانگر مقاومت صفر را نشان می‌دهد. دقت Megger در مقایسه با سایر دستگاه‌ها بسیار بالاست.

میگر دارای یک سیم پیچ جریان و دو سیم پیچ ولتاژ V1 و V2 است. سیم پیچ ولتاژ V1 از آهنربای متصل به ژنراتور عبور می‌کند. هنگامی که نشانگر ابزار PMMC به سمت بی‌نهایت منحرف می‌شود، به این معنی است که سیم پیچ ولتاژ در میدان مغناطیسی ضعیف است و بنابراین گشتاور بسیار کمی را تجربه می‌کند.گشتاور تجربه شده توسط سیم پیچ زمانی که در داخل میدان مغناطیسی قوی حرکت می‌کند افزایش می‌یابد. سیم پیچ حداکثر گشتاور را در زیر وجه قطب‌ها تجربه می‌کند و نشانگر در انتهای صفر مقیاس مقاومت تنظیم می‌شود.برای بهبود گشتاور از سیم پیچ ولتاژ V2 استفاده می‌شود. سیم پیچ V2 به گونه‌ای تخصیص داده شده است که وقتی نشانگر از بینهایت به صفر منحرف می‌شود، سیم پیچ به سمت میدان مغناطیسی قوی‌تری حرکت می‌کند.

عملکرد میگر به چه صورت است؟

نحوه عملکرد این دستگاه به این صورت است که ابتدا ولتاژ بسیار بالایی اعمال شده و به کمک دستگاه میزان مقاومت اندازه‌گیری می‌شود. این وسیله عملکردی مشابه اهم متر دارد. یک اهم متر میزان پایینی از ولتاز در حد 3 ولت را به مدار اعمال می‌کند و پس از آن میزان مقاومت را اندازه‌گیری می‌کند.میگر میزان بسیار بالایی در اندازه 50 تا 10000 ولت را به صورت ولتاژ مستقیم به دستگاه اعمال کرده تا میزان مقاومت عایق‌رسانا را اندازه‌گیری کند. این تست با میزان جریان کمتر از 10 میلی آمپر انجام می‌شود.

آشنایی با کاربرد میگر

میگر کاربرد‌های مختلفی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

• از مهم‌ترین کاربرد‌های میگر این است که برای تست و ارزیابی جریان نشتی یک وسیله الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• زمانی که وسیله برقی نیاز به تعمیر دارد می‌توانید به کمک میگر برای بررسی میزان نشتی آن اقدام نمایید.

• از میگر برای آزمایش مفصل‌بندی و سرکابل‌ها استفاده می‌شود.

• انجام تست دوره‌ای برای بررسی وسیله و بهبود شرایط آن برای افزایش طول عمر آن از میگر استفاده می‌شود.

• بررسی مقاومت عایقی دستگاه‌های مختلف تابلو برق، موتور‌ها، کابل‌ها، ترانسفورماتور‌ها و سایر دستگاه‌های دیجیتالی با میگر انجام می‌شود.

طرز کار میگر چگونه است؟

زمانی که دستگاه را خریداری می‌کنید، باید ابتدا از صحت کار آن مطمئن شوید. برای این کار به کمک جعبه مقاومت، در بازه‌های مختلف اهم، میگر مورد تست قرار بگیرد. باید دو سر پراپ آن را به یکدیگر متصل کرده و در صورت نمایش می‌ازن مقاومت صفر سلامت دستکاه مشخص می‌شود.استفاده از این دستگاه بسیار ساده است و به تخصص خاصی نیاز ندارد. این دستگاه دارای سه پایه مختلف لاین، گارد و ارت است. برای استفاده باید میزان مقاومت بین دو پایه لاین و ارت اندازه‌گیری شود. از پایه گارد نیز در شرایطی استفاده می‌شود که لازم باشد دو مقاومت به وسیله عایق از یکدیگر جدا شوند.

• ابتدا خروجی لاین را به یکی از مغزی‌های کابل وصل کنید.

• خروجی ارت نیز باید به سیمی که دور غلاف کابل پیچیده شده است، متصل شود.

• زمانی که پایه گارد به‌رسانا متصل می‌شود، مقدار پتانسیل هر دو‌رسانا یکسان می‌شود.

• مقدار نشان داده شده در نمایشگر میزان مقاومت عایق را نشان می‌دهد. اگر این میزان به سمت بی‌نهایت برود یعنی مقاومت عایق بسیار بالاست و هیچ جریانی بین دو‌رسانا منتقل نمی‌شود.

بررسی میزان مقاومت عایق‌ها موضوع بسیار مهمی است. این عایق‌ها ممکن است در شرایط مختلف و به دلایل مختلفی مانند رطوبت، حضور مواد شیمیایی و ... دچار آسیب شده و علاوه بر آسیب دیدن دستگاه، خطراتی برای محیط نیز به همراه داشته باشند. به همین دلیل تست و بررسی دوره‌ای کیفیت عایق‌ها موضوع بسیار مهمی است که باید به آن توجه داشته باشید.میگر دستگاهی بسیار مهم و کاربردی است که از طریق اعمال ولتاژ بالا میزان کیفیت عایق را بررسی می‌کند. در این مقاله به تعریف میگر چیست پرداخته و نکاتی در مورد عملکرد و نحوه استفاده از آن بیان شده است. 

برخی سوالات رایج:

میگر یا تستر عایقی چیست؟

میگر دستگاهی بسیار کاربردی و مهم برای اندازه‌گیری میزان مقاومت عایق است. این دستگاه برای اندازه‌گیری عایق از اعمال ولتاژ بالا در اندازه‌های 1000 ولت یا حتی 1 کیلو ولت استفاده می‌کند. همچنین می‌تواند مقدار‌های بالای مقاومت در حد گیگ یا حتی ترا اهم را نیز اندازه‌گیری کند.

طرز کار میگر چگونه است؟

برای این کار به کمک جعبه مقاومت، در بازه‌های مختلف اهم، میگر مورد تست قرار بگیرد. باید دو سر پراپ آن را به یکدیگر متصل کرده و در صورت نمایش می‌ازن مقاومت صفر سلامت دستکاه مشخص می‌شود.

چرا به این دستگاه میگر میگویند؟

اصالت این دستگاه مربوط به سازنده اولیه این شرکت یعنی میگر است، که عموم مهندسین و اصطلاح بازاریان به آن میگر میگویند، اما نام اصلی این تجهیز دستگاه تستر عایقی میباشد.

مقدمه اشنایی:

تفاوت اصلی بین سیم‌های حفاظتی (Protective Earth یا PE) و سیم‌های عملیاتی (Functional Earth یا FE) در سیستم‌های ارتینگ (زمین‌کردن) به شرح زیر است:

 ۱. سیم حفاظتی (Protective Earth - PE):
  - هدف اصلی: محافظت از افراد و تجهیزات در برابر خطرات ناشی از نشتی جریان یا اتصال کوتاه.
  - کاربرد: این سیم برای اتصال بدنه فلزی دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی به سیستم زمین استفاده می‌شود تا در صورت بروز خطا، جریان به زمین منتقل شده و از برق‌گرفتگی جلوگیری شود.
  - مثال: در سیستم‌های برق خانگی، سیم سبز/زرد (سیم زمین) به عنوان سیم حفاظتی استفاده می‌شود.

 ۲. سیم عملیاتی (Functional Earth - FE):
  - هدف اصلی: بهبود عملکرد سیستم‌های الکترونیکی و مخابراتی با ایجاد یک مرجع ولتاژ پایدار.
  - کاربرد: این سیم برای اتصال بخش‌هایی از سیستم که نیاز به مرجع زمین دارند (مانند مدارهای الکترونیکی یا سیستم‌های مخابراتی) استفاده می‌شود. این سیم معمولاً برای جلوگیری از نویز و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) به کار می‌رود.
  - مثال: در سیستم‌های مخابراتی یا تجهیزات پزشکی، سیم عملیاتی برای اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه‌ها استفاده می‌شود.

 تفاوت‌های کلیدی:
- هدف: سیم حفاظتی برای ایمنی افراد و تجهیزات است، در حالی که سیم عملیاتی برای بهبود عملکرد سیستم‌ها استفاده می‌شود.
- کاربرد: سیم حفاظتی در تمام سیستم‌های الکتریکی عمومی وجود دارد، اما سیم عملیاتی معمولاً در سیستم‌های تخصصی‌تر مانند مخابرات، تجهیزات پزشکی یا سیستم‌های کنترل صنعتی استفاده می‌شود.
- اتصال: سیم حفاظتی به بدنه فلزی دستگاه‌ها متصل می‌شود، در حالی که سیم عملیاتی ممکن است به مدارهای داخلی دستگاه‌ها متصل شود.

در برخی موارد، این دو سیم ممکن است به یک سیستم زمین مشترک متصل شوند، اما باید مطمئن شد که این اتصال تداخلی در عملکرد سیستم ایجاد نکند.

الکتریسیته، یک نیروی اساسی است که به دنیای مدرن ما قدرت می‌بخشد. با این حال، برای اطمینان از ایمنی و کارایی، به اقدامات مسئولانه نیاز است. زمین الکتریکی که ارت یا زمین کردن نیز نامیده می‌شود؛ یک مفهوم مهم در سیستم‌های الکتریکی است که شامل اتصال مدارهای الکتریکی و تجهیزات به زمین یا یک نقطه مرجع است.

و یک محیط ولتاژ پایدار و مهم‌تر از آن، یک چارچوب ایمنی قوی ایجاد می‌کند. از انواع مهم آن، می‌توان به اتصال زمین حفاظتی، زمین ایمنی، زمین صاعقه گیر و زمین عملیاتی اشاره کرد.زمین، به ساختاری اشاره دارد که اغلب دارای هدایت الکتریسیته است، به ویژه زمانی که مرطوب می‌شود.

در نتیجه، هنگامی که فردی که بر روی زمین حضور دارد با یک جسم که نسبت به زمین پتانسیل دارد، تماس برقرار کند، به دلیل جریان الکتریکی، احتمال وقوع برق گرفتگی وجود دارد. زیرا زمین به عنوان یک مسیر بازگشت برق عمل می‌کند و جریان را عبور می‌دهد. از این رو، استفاده از سیستم اتصال به زمین امری ضروری است. اگر قصد خرید سیم و کابل را دارید، می‌توانید فوراً اقدام نمایید.

انواع سیستم اتصال به زمین

هر یک از انواع سیستم اتصال به زمین یا زمین الکتریکی، نقش مشخصی در حفظ ایمنی، جلوگیری از آسیب، و اطمینان از عملکرد کارآمد سیستم‌های الکتریکی در تنظیمات مختلف، ایفا می‌کند.

۱. اتصال زمین حفاظتی

اتصال زمین حفاظتی، شامل اتصال قطعات فلزی وسایل برقی به زمین است. هدف اصلی، محافظت از افراد در برابر شوک الکتریکی، با ایجاد مسیری با مقاومت کم برای جریان‌های خطا است.

اجزاء و اجرا: برای ایجاد یک اتصال زمین حفاظتی، از عناصر رسانا مانند الکترودهای زمین، مصالح ساختمانی رسانا و هادی‌های زمین استفاده می‌شود. این اجزا، پشت سر هم، برای ایجاد یک مسیر قابل اعتماد برای جریان‌های گسل کار می‌کنند تا به صورتی بی‌ضرر در زمین پخش شوند.

مزایا: این اتصال، برای ایمنی کاربر بسیار مهم است. این نوع سیستم اتصال به زمین یا زمین کردن، با اطمینان از اینکه هرگونه نقص، منجر به اتلاف کنترل شده انرژی الکتریکی به زمین می‌شود، از شوک الکتریکی جلوگیری می‌کند. و از افراد و تجهیزات محافظت می‌کند.

۲. اتصال زمین ایمنی

اتصال زمین ایمنی، اقدامات حفاظتی را گسترش می‌دهد تا کل سیستم الکتریکی را در بر گیرد. و برای اطمینان از عملکرد صحیح وسایل و جلوگیری از آتش سوزی الکتریکی طراحی شده است. در این سیستم، کل تأسیسات الکتریکی به زمین متصل شده و یک شبکه ایمنی جامع را ارائه می‌دهند.

اجزاء و اجرا: این نوع، شامل هادی‌های زمین، الکترودهای اتصال به زمین و هادی‌های اتصال به زمین است. این عناصر، شبکه‌ای را تشکیل می‌دهند که به طور مؤثر، کل سیستم الکتریکی را زمین می‌کند؛ خطر آتش‌سوزی را به حداقل می‌رساند؛ و از عملکرد مطمئن وسایل متصل، اطمینان می‌دهد.

مزایا: اتصال زمین ایمنی، به غیر از جلوگیری از آتش سوزی الکتریکی، به حفظ سطح ولتاژ پایدار نیز کمک می‌کند. و خطر آسیب دیدگی تجهیزات به دلیل نوسانات برق را کاهش می‌دهد. این یک جزء حیاتی در افزایش قابلیت اطمینان کلی و طول عمر سیستم‌های الکتریکی است.

۳. اتصال زمین صاعقه گیر

در مناطق مستعد رعد و برق، نوع خاصی از سیستم اتصال به زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد: اتصال زمین صاعقه گیر. این سیستم، از سازه‌ها و تجهیزات، در برابر اثرات مخرب امواج ناشی از رعد و برق، محافظت می‌کند.

اجزاء و اجرا: صاعقه گیرها، هادی‌های زمین و الکترودهای زمین، اجزایی جدایی ناپذیر هستند. صاعقه‌گیرها موج را قطع می‌کنند. و سیستم اتصال به زمین، مسیر امنی را برای عبور جریان ناشی از صاعقه در زمین ایجاد می‌کند.

مزایا: این نوع سیستم اتصال به زمین، با ارائه مسیری با مقاومت کم برای جریان‌های ناشی از صاعقه، از آسیب‌های الکتریکی و سازه‌ای جلوگیری می‌کند. این یک خط دفاعی حیاتی در برابر حملات غیرقابل پیش بینی صاعقه است؛ که انرژی را از تجهیزات حساس دور می‌کند.

۴. اتصال زمین عملیاتی

در حالی که سیستم‌های اتصال به زمین فوق، بر ایمنی تمرکز دارند؛ هدف اتصال زمین عملیاتی، عملکرد کارآمد سیستم‌های الکتریکی در فضاهای صنعتی است.

کاربردها: از اتصال زمین عملیاتی، معمولاً در محیط‌هایی استفاده می‌شود که تأمین برق بدون وقفه حیاتی است؛ مانند مراکز داده، کارخانه‌های تولیدی و تأسیسات زیرساختی مهم. هدف آن، حفظ سطوح ولتاژ پایدار و اطمینان از عملکرد مداوم تجهیزات حساس است.

اجزاء و اجرا: این نوع سیستم اتصال به زمین، شامل اتصال استراتژیک تجهیزات الکتریکی به زمین است. که اغلب دربرگیرنده هادی‌های زمین، الکترودهای زمین، و سیستم‌های نظارتی پیچیده، برای تضمین اثربخشی مداوم زمین کردن است.

مزایا: اتصال زمین عملیاتی، عملکرد کلی و قابلیت اطمینان سیستم‌های الکتریکی را افزایش می‌دهد. و با به حداقل رساندن نوسان‌ها و اختلالات ولتاژ، به عملکرد یکپارچه زیرساخت‌های حیاتی، کاهش زمان خرابی و بهبود بهره‌وری کمک می‌کند.

اتصال ارت الکتریکی و حفاظتی

هنگامی که از اتصال زمین حفاظتی صحبت می‌کنیم، به مجموعه‌ای از تکنیک‌ها و اقدامات، با هدف جلوگیری از شوک الکتریکی و اطمینان از ایمنی پرسنل و تجهیزات، اشاره می‌کنیم. این شامل اتصال عمدی قطعات رسانا به زمین، ایجاد مسیری با مقاومت کم برای عبور جریان‌های خطا و در نتیجه، به حداقل رساندن خطر برق گرفتگی است.

از طرف دیگر، اتصال ارت الکتریکی، شامل اتصال عمدی یک سیستم قدرت به زمین است. این کار، برای ایجاد یک نقطه مرجع برای ولتاژها و کنترل میزان اختلاف پتانسیل، بین بخش‌های رسانای سیستم و زمین، انجام می‌شود. اتصال زمین الکتریکی، برای عملکرد صحیح سیستم‌های الکتریکی ضروری است.

از اهداف اصلی امروز صنعت، تولید محصولاتی با کیفیت بالا و قیمتی رقابتی است. از صنایع قابل توجه و موثر در جهت دستیابی به چنین اهدافی، اتوماسیون است. اتوماسیون صنعتی با بالا بردن کیفیت محصول، قابلیت اطمینان و نرخ تولید هم زمان با کاهش هزینه تولید و طراحی و با به کار گرفتن جدیدترین فناوری ها و خدمات، این صنعت را به صورت نوآورانه و یکپارچه به صورتی پر کاربرد، در می آورد.

می توان گفت که اتوماسیون یک گام از مکانیزاسیون (Mechanization) پیش تر است. مکانیزاسیون استفاده از ساز و کاری، ماشینی و خاص است که به اپراتورهای انسانی برای انجام یک کار کمک می­ کند. در مکانیزاسیون، عملیات دستی یک فعالیت با استفاده از ماشین آلات و با تصمیم گیری انسان انجام می شود. پس می توان هدف مکانیزاسیون را افزایش بهره وری (انجام پیوسته و بدون وقفه فعالیت ­ها با کم ترین خطای انسانی) و کاهش هزینه های مرتبط با اپراتورهای انسانی (یعنی دستمزدها و مزایا) تعریف کرد.

اما تمرکز اتوماسیون بر افزایش کیفیت و انعطاف‌پذیری در فرآیند تولید معطوف شده است. به طور مثال در صنعت خودرو، نصب پیستون در موتور به صورت دستی و با ضریب خطای 1 الی 1.5 درصد انجام می شود. حال آن که این کار با استفاده از ماشین آلات خودکار با ضریب خطای 0.00001% انجام می شود. اتوماسیون دستورات برنامه نویسی منطقی و ماشین آلات هوشمند را جایگزین دخالت انسان کرده است. این دومین گام و فراتر از مکانیزاسیون در حوزه صنعتی شدن است.

اتوماسیون صنعتی نیز به دنبال جایگزینی تفکر انسانی با کامپیوترها و ماشین ها است. واژه “اتوماسیون” به معنای “خود دیکته کننده” یا ” مکانیسمی با حرکت به خودی خود” است که از کلمات یونانی Autoو Matos گرفته شده است که در آن Auto به معنای “خود” و Matos به معنای “حرکت” است. به طور خلاصه، اتوماسیون صنعتی را می توان به عنوان به کارگیری مجموعه­ ای از فناوری ها و دستگاه هایی با کنترل بدون دخالت انسان یاد کرد. این دستگاه های اتوماسیون شامل PLC، PC، PAC و … و هم چنین فناوری هایی شامل سیستم های ارتباطی صنعتی گوناگون می­ باشد.

تصویر بالا، اتوماسیون نیروگاهی ارائه شده توسط شرکت زیمنس (Siemens) برای دستیابی به عملیات پایدار، ایمن و اقتصادی را نشان می دهد. این اتوماسیون یکپارچه (TIA) را با خودکار کردن هر بخش از نیروگاه با دستگاه های کنترل کارآمد، حسگرهای میدانی و دستگاه های فعال کننده فراهم می کند. در این اتوماسیون، ماژول های SIMATIC (PLC) به عنوان دستگاه های کنترلی استفاده شده­ اند و نرم ­افزار WinCC به عنوان یک رابط گرافیکی عمل می­ نماید‌.

مزایای و معایب اتوماسیون صنعتی

در زیر بخش از مزایای اتوماسیون صنعتی را بیان می کنیم:

1.کاهش هزینه های عملیاتی

اتوماسیون صنعتی اگرچه با هزینه اولیه بالایی همراه است اما پس از تثبیت شرایط، هزینه­ های مرتبط با اپراتور انسانی هم چون هزینه های درمانی، مرخصی با حقوق و تعطیلات را کاهش می­ دهد. مهم تر از همه، منجر به صرفه جویی در هزینه های دیگری چون دستمزد ماهانه کارگران و در نهایت، درآمد نهایی کارخانه می گردد.

هزینه تعمیر و نگهداری تجهیزات اتوماسیون صنعتی بسیار کم است. زیرا بیش تر این تجهیزات در صورت استفاده صحیح دچار نقص فنی نمی­ شوند و تنها تغییر در برنامه­ ها با تغییر در جزئیات کار امکان پذیر است. به کارگیری فرآیندهای گوناگون در صنعت با ماشین آلات خودکار، مدت زمان فرایند و فعالیت را به حداقل می رساند و در نتیجه نیاز به نیروی انسانی کاهش یافته و سرمایه گذاری که بر روی کارمندان انجام می ­گردید با به خدمت گیری اتوماسیون، کاهش می یابد.2. افزایش نرخ بهره وری

اگرچه بسیاری از شرکت ها صدها کارگر را برای حداکثر سه شیفت کاری استخدام می کنند تا کارخانه با حداکثر ظرفیت خود کار کند، کارخانه ها هم چنان به دلایل گوناگونی هم چون تعطیلات رسمی کشوری، بسته می مانند. اتوماسیون صنعتی با فراهم نمودن امکان راه اندازی یک کارخانه تولیدی به مدت 24ساعت شبانه روز،7 روز هفته و 365 روز سال، هدف کارخانه داران را برآورده نموده و منجر به بهبود قابل توجهی در بهره وری کارخانه می شود.

اتوماسیون کارخانه ها یا صنایع تولیدی یا فرآیندی، نرخ تولید را از طریق افزایش کنترل تولید بهبود می بخشد. این کار با کاهش قابل توجه زمان مونتاژ هر محصول و با افزایش کیفیت تولید، به تولید انبوه کمک می کند. بنابراین، برای یک ورودی کار معین، حجم بالایی خروجی تولید می کند.

3. افزایش کیفیت

سیستم اتوماسیون، خطای انسانی را کاهش داده و گاهی به صورت کامل از بین می برد. ربات ها بر خلاف انسان، هیچ زمانی احساس خستگی نمی کنند و به همین جهت، در هر زمانی منجر به تولید محصولات با کیفیتی یکنواخت می گردند. این تداوم کیفیت را باید با اتوماسیون، کنترل و نظارت تطبیقی فرآیندهای صنعتی در تمام مراحل تولید محصول نهایی حفظ کرد.

4. انعطاف پذیری بالای فرآیند

تنها یک تغییر درخط تولید، نیازمند آموزش چندین اپراتور انسانی است و مدتی طول می­ کشد تا اپراتورها بر آن تغییر مسلط شوند. درحالی که در اتوماسیون با یک بار تغییر برنامه ربات ها و تست اجرای فعالیت، فرایند بدون خطا انجام می­ پذیرد و موجب انعطاف پذیرتر شدن فرآیند تولید می شود.

5. کاهش نوبت های بازرسی

اتوماسیون، بررسی دستی متغیرهای گوناگون فرآیند را به طور کامل کاهش داده و فرآیندهای صنعتی با بهره‌گیری از فناوری‌های آن، به ‌طور خودکار، متغیرهای فرآیند را با استفاده از روش های کنترل حلقه بسته یا مقادیر دلخواه تنظیم می‌کنند.

     6. افزایش دقت جمع آوری اطلاعات

جمع‌آوری خودکار داده‌هامی‌تواندقابلیت جمع‌آوری اطلاعات کلیدی تولید، بهبود در دقت داده‌ها و کاهش هزینه‌های جمع‌آوری داده‌ها را در سیستم بهبود بخشد. با در اختیار داشتن این اطلاعات می­ توان در مورد کاهش ضایعات و بهبود فرآیندهای سیستم، تصمیم صحیحی گرفت.

     7. افزایش ضریب ایمنی

اتوماسیون صنعتی می‌تواند خط تولید را با استفاده از ربات‌ها برای مدیریت شرایط خطرناک، ایمن کند. هم چنین در شرایط کاری خطرناک، سطح ایمنی کارمندان با جایگزین کردن آن ها با ماشین های خودکار، ربات های صنعتی و دستگاه های رباتیک افزایش می یابد. از معایب مهم اتوماسین صنعتی بالا بودن هزینه اولیه است سرمایه گذاری اولیه مرتبط با تغییر از خط تولید انسانی به خط تولید اتوماتیک بسیار بالا است. هم چنین، هزینه های قابل توجهی برای آموزش کارکنان برای کار با این تجهیزات پیچیده و جدید وجود دارد.
هرم اتوماسیون صنعتی

سیستم‌های اتوماسیون صنعتی می‌توانند ماهیت بسیار پیچیده‌ای داشته باشند زیرا تعداد بالایی از دستگاه ها در هماهنگی با فناوری‌های اتوماسیون کار می‌کنند. شکل زیر آرایش سلسله مراتبی سیستم اتوماسیون یا همان هرم اتوماسیون صنعتی متشکل از سطوح گوناگون را شرح می دهد.

سطوح کنترلی در هرم اتوماسیون صنعتی به شرح زیر است:

1. سطح میدان (Field Level)
2. سطح کنترل (Control Level)
3. سطح نظارت و کنترل تولید (Supervising & Production Control Level)
4. سطح اطلاعات یا سازمانی (Information Level)

در ادامه هر کدام از بخش های هرم اتوماسیون صنعتی را توضیح می دهیم

   1. سطح میدان 

سطح میدان (Field Level) ، پایین ترین سطح سلسله مراتب اتوماسیون (هرم اتوماسیون صنعتی) است که شامل دستگاه های میدانی هم چون سنسورهای دیجیتال و آنالوگ و محرک ها می شود. وظیفه اصلی این دستگاه ها انتقال داده فرآیندها و ماشین ها به سطح بعدی و بالاتر برای نظارت، از طریق محرک ها است.

سنسورها (Sensor) متغیرهای زمان واقعی (Real Time)، هم چون سنسور دما، فشارسنج صنعتی،  سنسور جریان، سطح سنج (Levelmeter) و … را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. این داده ها به کنترل کننده (Controller) منتقل می شود تا متغیرهای زمان واقعی را نظارت و تجزیه و تحلیل کند. برخی از سنسورها عبارت هستند از ترموکوپل (Thermocouple)، مجاورتی (Proximity Sensor)، دمای مقاومتی ( سنسور RTD)، فلومتر (Flowmeter) و …

ادامه مطلب در لینک زیر:

https://criptonelectric.blogix.ir/post/6/%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D9%85%D9%87-%D9%85%D8%B7%D9%84%D8%A8-%D8%A7%D8%AA%D9%88%D9%85%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%88%D9%86-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA

تعریف برق صنعتی می‌تواند خیلی گسترده باشد اما اگر بخواهیم آن را به ساده‌ترین روش بیان کنیم، می‌توانیم بگوییم برق صنعتی یعنی کاربرد برق در صنعت. این رشته، یکی از حوزه‌هایی به شمار می‌رود که تعداد علاقه‌مندان به یادگیری آن روزبه‌روز در حال افزایش است. در نظر داشته باشید که برق صنعتی مواردی همچون مقاومت، قدرت، نمادهای برقی، ولتاژ و نقشه‌ها را شامل می‌شود.

آشنایی با برق صنعتی

در تعریف برق صنعتی اینطور می‌توان گفت که به کنترل و مصرف انرژی الکتریکی در یک کارگاه یا کارخانه صنعتی، گفته می‌شود. همچنین تکنیک‌ها و روش‌هایی که برای نظارت و استفاده از برق در صنعت استفاده می‌شود و در ساختمان‌های مسکونی، تجاری، بیمارستان‌ها و… کاربرد دارد نیز، تعریفی از این حوزه محسوب می‌شود.

به این نکته توجه داشته باشید که برق صنعتی یعنی شبکه سه فاز و قدرت و تجهیزات قدرت،مثل موتورهای سه فاز، ژنراتورها یا ترانس‌های قدرت. روشن کردن یک موتور تک فاز، از نوع ۲خازنه به کمک دو خط فاز و نول،و یک کلید صفر و یک در یک بالابر مصالح ساختمانی را می‌توان جزئی از مباحث برق صنعتی دانست.

برق صنعتی یکی از حوزه‌های پرطرفدار است.

یکی دیگر از مباحث برق صنعتی روشن کردن تیرک‌های روشنایی در یک جاده برون شهری به کمک یک یا چند کنتاکتور است.

کاربرد برق صنعتی شامل موارد چه مواردی است؟

شاید این سوال برای شما هم پیش بیاید که رشته برق صنعتی، شامل چه مواردی می‌شود. در این بخش به این سوال پاسخ داده‌ایم که شامل موارد زیر می‌شود:

•  کلید الکتریکی از نوع سه فاز را به کمک یک کلید صفرو یک گردان روشن و خاموش می‌کنیم.
• خاموش و روشن کردن موتور تک فاز به کمک کلید گردان.
•  راه اندازی کردن پمپ آب کشاورزی ویا یک پمپ شناور سه فاز به کمک کلیدی به نام ستاره مثلث.
• روشن خاموش کردن کمپرسور به کمک یک کنتاکتور.
• کنترل کردن یک موتور به وسیله یک رله هوشمند.
• مواقعی که می‌خواهیم موتور یک نوار نقاله را روشن کنیم.
• زمانی که برق سه فاز ورودی یک کارگاه را به کمک چند کلید اتوماتیک بین تجهیزات مختلف کارگاه تقسیم می‌کنیم.
• زمانی که توان راکتیو یک کارگاه را به کمک چند عدد خازن کنترل و کاهش می‌دهیم.
• زمانی که مقدار جریان هر یک از فازهای یک کارگاه یا یک ساختمان مسکونی،تجاری را به کمک آمپرمتر دیجیتالی تابلویی برروی درب یک تابلو برق نمایش می‌دهیم.
• مواقعی که می‌خواهیم روشنایی کارگاه رابه کمک یک کنتاکتور و دو شستی استارت و استاپ،خاموش و روشن کنیم.
• وقتی که یک موتور سه فاز مربوط به راه اندازی نوار نقاله را به کمک دستگاهی بانام سافت استارت خیلی نرم و آرام راه اندازی می‌کنیم تا کمترین لرزشی در هنگام راه اندازی برروی نوار نقاله داشته باشیم.
• زمانی که می‌خواهیم دور یک موتور سه فاز رابه کمک دستگاهی بانام درایو الکتریکی کنترل کنیم.

به این نکته توجه داشته باشید که موارد گفته شده تنها تعدادی از کاربردهای برق صنعتی است.

وضعیت بازار کار برق صنعتی چگونه است؟

همانطور که از نام برق صنعتی می‌توان حدس زد، این دانش و مهارت بیشتر در صنعت کاربرد دارد و علت این امر آن است که در طول کلاس‌های این دوره، شما نکاتی را می‌آموزید که برای حوزه صنعت برنامه و طرح‌ریزی شده‌اند. برای مثال افراد شرکت‌کننده در این دوره‌های آموزشی، کار با وسایل و تجهیزاتی را می‌آموزند که در کارخانه‌ها، کارگاه‌ها و به طور کلی در سطوح صنعتی و تجاری کاربرد دارند. افراد فعال در این حرفه می‌توانند در یکی از مراکز زیر مشغول به کار شوند:

• کارخانه‌ها
• کارگاه‌های صنعتی
• و سایر موارد مشابه

آینده شغلی و میزان درآمد برق‌کار صنعتی در وضعیت خوبی قرار دارد.

البته نباید فراموش کنید که هنرجویان رشته برق صنعتی، پس از اتمام دوره‌های آموزشی خود می‌توانند در برخی موارد به عنوان برقکار ساختمان نیز فعالیت کنند، اما نباید از آن‌ها توقع یک فرد حرفه‌ای در این زمینه را داشت؛ بلکه کسب تجربه در این رشته می‌تواند به مرور زمان آن‌ها را به یک برقکار ماهر تبدیل کند.

معرفی تجهیزات مورد نیاز مهندس برق صنعتی

یک مهندس برق صنعتی برای اینکه بتواند وظیفه خود را به درستی انجام دهد، نیاز به ابزار و تجهیزات تخصصی دارد. برخی از این تجهیزات شامل موارد زیر می‌شوند:

رله بی متال

یکی از این ابزارها رله بی متال است که وظیفه آن‌ محافظت کردن از موتور الکتریکی در برابر شدت و جریان اضافه بار می‌باشد. این وسیله که از به هم پیوستن دو فلز غیر همجنس تشکیل شده است، براساس اختلاف موجود بین ضریب انبساطی این دو فلز کار می‌کند.

کنتاکتور

کنتاکتور، از دیگر تجهیزات مهم در برق صنعتی به شمار می‌رود، از این قطعه در جهت وصل ارتباط جریان الکتریکی یا قطع آن بین منبع تغذیه و بار استفاده می‌شود. این وسیله متشکل از دو هسته متحرک و ثابت می‌باشد؛ در مرکز هسته ثابت سیم پیچی قرار دارد که در صورت ایجاد جریان الکتریکی، سبب حرکت هسته متحرک به سمت هسته ثابت می‌شود.

کلید مینیاتوری

کلید مکانیکی یک قطعه الکترومکانیکی خودکار به شمار می‌رود که به وسیله ایجاد و قطع جریان و همچنین محدود کردن آن وظیفه حفاظت از کاربر در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را بر عهده دارد. این قطعات می‌توانند به صورت حرارتی و مغناطیسی به کار گرفته شوند.

شاسی؛ یکی دیگر از تجهیزات برق‌کار صنعتی

یکی از تجهیزات مورد نیاز در این شغل، شاسی است که از آن جهت انتقال فرمان وصل و قطع به سمت رله‌ها و کنتاکتور استفاده می‌شود. شاسی‌ها دارای انواع مختلفی هستند که می‌توانیم آن‌ها را براساس قطر، شکل ظاهری، رنگ و نوع ارسال فرمان به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی کنیم.

کلید حرارتی

کلید حرارتی، از تجهیزاتی است که از امنیت بالایی برخوردار است و به عنوان محافظت کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این وسیله، علاوه بر اینکه می‌تواند جریان حرارتی را کنترل کند؛ قابلیت قطع جریان مفناطیسی را نیز دارد.

ترمینال ریلی

این قطعه یکی از تجهیزاتی در حوزه برق صنعتی است که اتصال و ارتباط سایر تجهیزات به همدیگر را ممکن می‌سازد. ترمینال ریلی را می‌توان در انواع مختلف معمولی، فشاری، دو طبقه و چند طبقه تقسیم کرد.

آموزش کاربردی برق در صنعت به چه صورت انجام می پذیرد؟

برق صنعتی رشته‌ای است که طرفداران زیادی دارد و این دسته از افراد علاقه‌مند می‌خواهند بدانند که چگونه می‌توان به مهارت کافی در این رشته دست یافت. اگر از این دسته افراد هستید، باید به شما بگوییم که تنها راه یاد گرفتن رشته برق آن هم در سطوح صنعتی، کارکردن به صورت عملی و مواجهه با شرایط مختلف است. شما برای یادگیری این حرفه باید به کسب تجربه بپردازید و برای این کار دو راه بیشتر در مقابل خود نخواهید دید:

• اول آنکه نزد یک برقکار ماهر به صورت کارورزی به یادگیری این مهارت بپردازید.
• دوم آنکه در یک دوره معتبر شرکت کنید، تا توسط اساتید ماهر و بر اساس یک برنامه اصولی و مدون در این رشته آموزش‌های لازم را ببینید.
• مطالعه داشته باشید، و بتوانید تمامی تجهیزات را شناخته و در کاربرد های مختلف به کار ببرید.
• برای اینکه نکات را به خوبی را بگیرید، نکات مهمرا مثل کتابچه تهیه و یادداشت فرمایید.

علاوه بر موارد گفته شده میتوانید در دورههای برق صنعتی سطح 2 و سطح 1 سازمان فنی و حرفه‌ای زیر نظر مربیان اموزش ببینید.

برق یکی از مهم‌ترین منابع انرژی در جهان امروز است. از روشنایی خانه‌ها گرفته تا پیچیده‌ترین فرآیندهای صنعتی، همه و همه به نوعی به این منبع انرژی وابسته هستند. با این حال، برقی که در خانه‌های ما استفاده می‌شود با برقی که صنایع عظیم را به حرکت درمی‌آورد، متفاوت است.

این تفاوت‌ها نه تنها در میزان ولتاژ و جریان مصرفی بلکه در کاربردها، تجهیزات، چالش‌ها و حتی تفاوت در رشته تحصیلی و تخصص مهندسین نیز خود را نشان می‌دهند. برق صنعتی و برق قدرت دو شاخه مهم از مهندسی برق هستند که به تولید، انتقال و توزیع برق می‌پردازند.

برق صنعتی برای تامین انرژی تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شود. برق قدرت برای تامین انرژی مصرف‌کنندگان نهایی مانند خانه‌ها، کسب‌وکارها و صنایع، کاربرد دارد. اگر شما علاقه‌مند به رشته برق هستید یا به دنبال شغلی در این زمینه می‌گردید، این مقاله برای شما مفید است. در این مطلب، اطلاعات جامعی در مورد تفاوت‌های برق صنعتی و برق قدرت ارائه می‌کنیم.

تعریفی کوتاه از برق صنعتی و برق قدرت

قبل از صحبت در مورد تفاوت‌‌های این دو رشته پرطرفدار برق، تعریفی کوتاه از آن‌ها ارائه می‌دهیم تا بتوانید تفاوت‌ آن‌‌ها را بهتر درک کنید، پس تا انتها با ما همراه باشید.

برق صنعتی

برق صنعتی به برقی گفته می‌شود که در محیط‌های صنعتی همچون کارخانجات، کارگاه‌ها و تجهیزات صنعتی به کار گرفته می‌شود. برق صنعتی برای راه‌اندازی و کنترل دقیق و ایمن ماشین‌آلات، تجهیزات ابزار دقیق و سایر تجهیزات صنعتی به کار می‌رود. این برق معمولاً در ولتاژهای پایین یا متوسط کار می‌کند تا کنترل دقیق‌تر و ایمن‌تر ماشین‌آلات و تجهیزات را تضمین کند.

سیستم‌های کنترلی همچون PLCها و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی از اجزای کلیدی برق صنعتی به شمار می‌روند که برای کنترل دقیق و ایمن ماشین‌آلات به کار گرفته می‌شوند. مدیریت مصرف انرژی و بهینه‌سازی مصرف برق نیز با توجه به میزان بالای مصرف انرژی در صنایع، اهمیت ویژه‌ای دارد. استفاده از تکنولوژی‌های نوین در کنترل موتورها، بهینه‌سازی فرایندها و بهره‌گیری از منابع تجدیدپذیر انرژی از جمله راه‌کارهایی هستند که در برق صنعتی به منظور کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری کاربرد دارد.

برق قدرت

برق قدرت به برقی گفته می‌شود که برای تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود. برق قدرت در ولتاژهای بسیار بالا تولید می‌شود و برای انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاه‌ها به مصرف‌کنندگان نهایی طراحی شده است.

دلیل استفاده از ولتاژهای بسیار زیاد، نیاز به انتقال انرژی الکتریکی در مسافت‌های طولانی است؛ چون ولتاژ بالاتر باعث می‌شود که انرژی الکتریکی با تلفات کمتری در مسافت‌های طولانی منتقل شود. برق قدرت شامل سه بخش اصلی است.

• بخش تولید برق در نیروگاه‌ها انجام می‌شود.
• بخش انتقال برق از طریق خطوط انتقال برق انجام می‌شود.
• بخش توزیع برق از طریق شبکه‌های توزیع برق انجام می‌شود.

مدیریت تلفات انرژی در طول فرایند انتقال و توزیع از چالش‌های اصلی برق قدرت است. تلفات انرژی در خطوط انتقال برق به دلیل مقاومت سیم‌ها و در شبکه‌های توزیع برق به دلیل مقاومت سیم‌ها و تجهیزات توزیع برق ایجاد می‌شود.

تفاوت‌های اصلی بین برق صنعتی و برق قدرت چیست؟

برق صنعتی و برق قدرت دو شاخه مهم از مهندسی برق هستند که هر یک کاربردهای خاص خود را دارند. به‌طور کلی برق صنعتی برای راه‌اندازی و کنترل تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شود، در حالی که برق قدرت برای تولید، انتقال، و توزیع برق در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود. در ادامه، توضیحات دقیق‌تر و کامل‌تری در مورد تفاوت‌های این دو حوزه برق ارائه می‌شود.

مقیاس

مقیاس یک تفاوت کلیدی بین برق صنعتی و برق قدرت است. برق صنعتی معمولاً در مقیاس کوچک‌تر از برق قدرت استفاده می‌شود. به عنوان مثال، یک کارخانه ممکن است از برق صنعتی برای راه‌اندازی تجهیزات و ماشین‌آلات خود استفاده کند. در این حالت، ولتاژ برق صنعتی معمولاً ۴۸۰ ولت یا کمتر است.

در مقابل، یک شبکه برق شهری از برق قدرت برای انتقال برق از نیروگاه‌ها به مصرف‌کنندگان نهایی استفاده می‌کند. در این حالت، ولتاژ برق قدرت از ۴۰۰ کیلوولت در نیروگاه آغاز شده و طی چند مرحله به ۱۳۲، ۶۳ و سپس به ۲۰ کیلوولت در نزدیکی شهرها کاهش می‌یابد..

سطح ولتاژ

تفاوت دیگری که بین برق صنعتی و برق قدرت وجود دارد، سطح ولتاژ الکتریکی است. برق صنعتی معمولاً با ولتاژهای پایین یا متوسط کار می‌کند، در حالی که برق قدرت با ولتاژهای بسیار بالا کار می‌کند. ولتاژ پایین‌تر برای کنترل دقیق و ایمنی ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی مناسب است، در حالی که ولتاژ بالاتر برای انتقال برق در مسافت‌های طولانی مناسب است.

تجهیزات

با توجه به تفاوت در مقیاس و ولتاژ برق، تجهیزات مورد استفاده در برق صنعتی و برق قدرت نیز متفاوت است. برق صنعتی معمولاً از تجهیزات کوچک‌تر و سبک‌تر مانند کابل‌ها، سیم‌ها و کلیدهای مینیاتوری استفاده می‌کند. این تجهیزات معمولاً برای استفاده در محیط‌های کنترل‌شده طراحی شده‌اند.

برق قدرت معمولاً از تجهیزات بزرگ‌تر و سنگین‌تر مانند ترانسفورماتورها، ژنراتورها و خطوط انتقال برق استفاده می‌کند. این تجهیزات برای استفاده در محیط‌های باز و دور از دسترس طراحی شده‌اند.

ایمنی

برق صنعتی معمولاً خطر کمتری نسبت به برق قدرت دارد، زیرا تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی معمولاً در محیط‌های کنترل‌شده قرار دارند. با این حال، رعایت نکات ایمنی در هر دو زمینه برق صنعتی و برق قدرت ضروری است.

کاربرد

برق صنعتی و برق قدرت کاربردهای مختلفی دارند. برق صنعتی برای راه‌اندازی، کنترل تجهیزات در سیستم های قدرت است. تمامی تجهیزات کنترلی از طریق برق صنعتی و اتوماسیون به مرکز مخابره میشود.

در این مطلب از مجموعه مطالب معرفی رشته‌های دانشگاهی کریپتون، به رشته مهندسی برق پرداخته‌ایم و سعی کرده‌ایم تناسب آن با روحیات افراد، دروسی که برای موفقیت در این رشته مهندسی باید در آن‌ها پایه‌ای قوی‌تر داشت، گرایش‌های آن، بازار کار و سایر موارد مرتبط را مورد بررسی قرار دهیم. پس با ما همراه باشید.

رشته مهندسی برق مناسب چه کسانی است؟

رشته برق مناسب افرادی است که پیش‌زمینه قوی در دروس محاسباتی از جمله ریاضی و فیزیک دارند. در واقع این رشته برای افرادی جذاب خواهد بود که هوش محاسباتی بالایی داشته باشند. افرادی که علاقه دارند وارد رشته مهندسی برق شوند، باید بدانند که وارد یکی از سخت‌ترین رشته‌های دانشگاهی خواهند شد. به همین دلیل، اشخاصی که خواهان انتخاب این رشته هستند، باید این موضوع را در نظر بگیرند که تحصیل در این رشته نیاز به تلاش و کوشش فراوانی دارد.

کدام دروس دوره دبیرستان در رشته مهندسی برق بیشتر کاربرد دارند؟

برق رشته‌ای است که نیازمند پایه ریاضیات قوی است. همچنین در کتب فیزیک بعضی از دوره‌های تحصیلی، دروسی از رشته برق توسط معلمان تدریس می‌شود. به همین منظور بهتر است که دانش‌آموزان دروس ریاضی و فیزیک (قسمت‌هایی که مربوط به رشته برق است) را جدی گرفته و تمام مطالبی را که در این دروس به آن‌ها آموزش داده می‌شود، به خوبی فرا گیرند. همچنین در هنرستان هان های مدارس دولتی مقاطع متوسطه دوم در رشته الکتروتکنیک. با دادمه تحصیل در درجات بالاتر به عنوان طراح و یا تکنیسین به کار گرفته خواهند شد. گفتنی است، که دانشجویان رشته ریاضی فیزیک و برق در مقطع ارشد یک منابع و ازمون برای امتحام دارند.

همچنین بهتر است آزمایش‌های فیزیک که مربوط به قسمت برق است را به خوبی انجام دهند تا با قسمت عملی این رشته نیز آشنایی داشته باشند و پایه خودشان را در این زمینه نیز محکم کنند.

گرایش‌های رشته مهندسی برق برای ادامه تحصیل چه هستند؟

تا چندین سال، رشته مهندسی برق بر اساس برنامه مصوب سال‌های گذشته شامل گرایش اصلی برق مخابرات، برق قدرت، برق کنترل و برق الکترونیک بود. اخیراً برنامه مهندسی برق به پیشنهاد دانشگاه تهران مورد بازنگری قرار گرفت و این برنامه درسی از مهر ۱۴۰۰ قابل اجرا است. طبق این برنامه رشته مهندسی برق به زیرشاخه‌های مخابرات، قدرت، کنترل، الکترونیک، سیستم‌های دیجیتال و بیوالکتریک تقسیم می‌شود.

دروس رشته مهندسی برق شامل ۲۲ واحد دروس عمومی، ۲۷ واحد دروس پایه، ۵۳ واحد دروس تخصصی ۳۵ واحد دروس اختیاری، ۳ واحد پروژه و ۳ واحد کارآموزی معادل ۳۲۰ ساعت بدون تأثیر در میانگین کل و بدون تأثیر در تعداد واحد است.

البته به این نکته باید دقت کرد که از چند سال پیش بعضی زیر گرایش‌ها به دلیل گسترده بودن از گرایش اصلی جدا شدند. به عنوان مثال، گرایش مهندسی پزشکی که زمانی زیر گرایشی از گرایش الکترونیک بود، هم اکنون از آن جدا شده است. البته باز هم می‌توان در آن چهار گرایش اصلی با رشته برق آشنا شد. در ادامه به شرح مختصری در رابطه با هر یک از این گرایش‌ها پرداخته‌ایم.

گرایش مخابرات؟

گرایش مخابرات به بررسی سیستم‌های مخابراتی به صورت سیستمی و مغناطیسی می‌پردازد. در این گرایش نحوه مخابره و انتقال اطلاعات در سیستم‌های مختلف مخابراتی بررسی می‌شود. به عنوان مثال، در گرایش مخابرات نحوه انتقال اطلاعات از آنتن منازل به شرکت مخابرات بررسی می‌شود. می‌توان گفت که یک مهندس مخابرات عموما روی ارسال و دریافت اطلاعات تحقیق و پژوهش انجام می‌دهد و سیستم‌های مورد نیاز را معرفی و طراحی می‌کند.

گرایش مخابرات، خود نیز دارای زیرگرایش‌های مختلفی است. از زیر گرایش‌های آن می‌توان از مخابرات میدان (که اکثرا با امواج الکترومغناطیس سر و کار دارد)، مخابرات سیستم (که به طراحی سیستم‌های فرستنده و گیرنده به صورت سیستمی می‌پردازد) و مخابرات-رمزنگاری (که در قسمت امنیت اطلاعات کاربرد دارد) نام برد.

گرایش قدرت؟

این گرایش قدیمی‌ترین گرایش رشته مهندسی برق است. در گرایش قدرت به بررسی سیستم‌های انتقال و توزیع برق پرداخته می‌شود. به بیان خیلی ساده، می‌توان گفت که یک مهندس قدرت باید روی نحوه انتقال و توزیع برق از منبع آن (نیروگاه‌ها) به قسمت‌های مختلف، اشراف کامل داشته باشد. البته امروزه گرایش قدرت به زیرشاخه‌های گوناگونی تقسیم شده است. 

از مهمترین شاخه‌های این گرایش، می‌توان به ماشین‌های الکتریکی (که غالبا به بررسی موتورها و ژنراتورها می‌پردازد)، سیستم‌های قدرت و فشار قوی (به طراحی و نحوه انتقال و توزیع می‌پردازد) و الکترونیک قدرت (که تلفیقی از گرایش الکترونیک در قدرت است و تعدادی از مداراتی که در الکترونیک با ولتاژ و توان پایین سروکار دارند را در قسمت قدرت با توان و ولتاژ بالا پیاده سازی می‌کند) اشاره کرد.

گرایش کنترل؟

همان‌طور که از نام این گرایش پیداست، در آن به بررسی نحوه کنترل سیستم‌ها پرداخته می‌شود. در واقع، یک مهندس کنترل باید سیستم‌هایی را طراحی کند که یک سیستم برقی را بتواند به خوبی کنترل کند و با توجه به نیاز سیستم الکتریکی و الکترونیکی پایدار بماند (البته در برخی موارد نیاز است که سیستم ناپایدار شود). این گرایش نیازمند اطلاعات خوب در زمینه ریاضیات است.

نکته قابل توجهی که در این قسمت باید مطرح شود، این است که گرایش کنترل تا حد زیادی با ریاضیات سر و کار دارد و به همین منظور اشخاصی که وارد این گرایش می‌شود تا حدی از برق دور خواهند شد. نکته مهم دیگری که باید به آن اشاره کرد، این موضوع است که تمام سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی نیازمند یک قسمت کنترلی هستند و این قسمت از مهمترین بخش‌های هر یک از این سیستم‌ها است. به همین منظور، یک مهندس کنترل باید در طراحی این قسمت تمام دقت خود را به کار گیرد.

گرایش الکترونیک؟

در این گرایش همه چیزهایی که با آن سر و کار خواهید داشت بر اساس حرکت الکترون‌ها است. به همین دلیل می‌توان گفت که این گرایش را الکترونیک نامیده‌اند.

گرایش الکترونیک در واقع پلی است بین تمام گرایش‌های برق که تاکنون معرفی شدند. اگر شخصی بخواهد وارد چنین گرایشی شود نیاز دارد که در زمینه‌های مختلفی اطلاعات داشته باشد. در گرایش الکترونیک به بررسی و طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی پرداخته می‌شود.

البته باید به این نکته توجه کرد که الکترونیک نیز مانند گرایش‌های دیگر زیرشاخه‌هایی دارد. از اصلی‌ترین زیرشاخه‌های آن می‌توان آنالوگ یا طراحی مدارات مجتمع، دیجیتال و افزاره‌های نانوالکتریک (Device) را ذکر کرد. در گرایش آنالوگ به طراحی و ساخت مدارات مجتمع و غیرمجتمع پرداخته می‌شود. در گرایش دیجیتال غالبا به برنامه‌نویسی و کدنویسی پرداخته می‌شود و گرایش افزاره‌ها نحوه طراحی و ساخت یک المان الکترونیکی را بررسی می‌کند.

یک مهندس الکترونیک طرح‌هایی که مهندسان کنترل و مخابرات به صورت سیستمی طراحی می‌کنند را باید به صورت مداری طراحی کند و پس از انجام شبیه‌سازی به ساخت آن بپردازد. در این گرایش، یادگیری نرم‌افزار مهمترین نکته است. یک مهندس الکترونیک خوب برای موفقیت باید حتما با نرم‌افزارهای مختلفی در زمینه طراحی مدار آشنا باشد. همچنین در زیرشاخه‌های دیگر این گرایش هم به همین صورت است و باید نرم‌افزارهای مربوطه را به خوبی فرا گیرد.

مهم‌ترین دروس دانشگاهی رشته مهندسی برق چه هستند؟

شاید به جرات بتوان گفت رشته برق سنگین‌ترین رشته دانشگاهی برای دوره کارشناسی است. با توجه به چارت دروسی که وزارت علوم برای این رشته اعلام کرده است، می‌توان گفت که اکثر دروس این رشته مهم و سخت هستند. در ذیل به دروس مهمی که در ترم‌های مختلف باید آن‌ها را گذراند اشاره می‌شود.

فارغ التحصیل رشته مهندسی برق در چه کارها و صنایعی می‌تواند شاغل شود؟

فارغ‌التحصیلان رشته مهندسی برق با توجه به گرایشی که در آن تحصیل خواهند کرد، می‌توانند در قسمت‌های مختلفی مشغول به کار شوند. فارغ‌التحصیلان گرایش مخابرات، می‌توانند در شرکت‌هایی که دارای قسمت‌های مخابراتی هستند شاغل شوند. به عنوان مثال، این افراد می‌توانند در قسمت مخابرات سازمان صدا و سیما استخدام شوند.

دانش‌آموختگان گرایش قدرت نیز می‌توانند در نیروگاه‌های برق، وزارت نیرو و سازمان‌هایی از این قبیل استخدام شوند. دانش‌آموختگان گرایش الکترونیک، با توجه به تخصصشان در شرکت‌هایی که روی طراحی بردهای الکترونیکی و شرکت‌هایی که در زمینه برنامه‌نویسی مشغول به کار هستند، جذب می‌شوند.

دانش‌آموختگان گرایش کنترل نیز با توجه به اینکه اکثر شرکت‌ها نیاز به مهندسان کنترل برای نظارت و کنترل سیستم‌ها و همچنین طراحی سیستم‌های کنترلی دارند، از شانس بیشتری برای استخدام برخوردار هستند.

بازار کار رشته مهندسی برق به چه صورت است؟

برخلاف این موضوع که شرکت‌های زیادی برای استخدام دانش‌آموختگان رشته برق وجود دارد، امروزه به دلیل اشباع شدن کشورمان از مهندسان برق طی سالیان اخیر، فرصت‌های شغلی برای این قشر کم شده است. اما نکته حائز اهمیت این است که در طی سال‌های اخیر به دلیل سختی این رشته و تمایل اکثر دانشجویان برای رفتن به رشته تجربی، بسیار احتمال می‌رود که بازار کار رشته مهندسی برق در آینده‌ای نزدیک رو به بهبودی رود و دانشجویان بتوانند در سازمان‌های بسیار مختلفی مشغول به کار شوند.

امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی برق در داخل ایران چگونه است؟

رشته برق از رشته‌های بسیار قدیمی در کشورمان ایران است. به همین دلیل در اکثر دانشگاه‌های مادر و دولتی کشور و همچنین دانشگاه‌های آزاد و غیردولتی، امکان ادامه تحصیل این رشته در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا فراهم است. شاید بتوان گفت که کشور ایران در پرورش دادن مهندسان برق یکی از قوی‌ترین کشورهای خاورمیانه و قاره آسیا است. همچنین، به گفته رئیس دانشکده مهندسی برق دانشگاه استنفورد آمریکا (دانشگاه با رتبه ۲ در بین دانشگاه‌های جهان)، دانشگاه صنعتی شریف بهترین دانشجوهای رشته برق را در دوران کارشناسی تربیت می‌کند