تحلیل قیمت تجهیزات برق صنعتی، اینورتر بخریم یا موتور برق

در بازار برق صنعتی امروز، پرسش کلیدی بسیاری از خریداران و فروشندگان این است: «برای تأمین برق یک تجهیز یا کارگاه کوچک، آیا اینورتر تهیه کنیم یا موتور برق؟» پاسخ‌ دقیق نیازمند بررسی هم‌زمان جنبه‌های فنی و اقتصادی است: نوع بار، مدت‌زمان تامین برق، هزینه اولیه و نگهداری، کیفیت برق خروجی و دسترسی به سوخت یا شبکه.

اینورتر و موتور برق؛ تفاوت در ماهیت

اینورتر دستگاهی است که برق DC باتری را به AC تبدیل می‌کند و برای تجهیزات شهری کوچک و متوسط به‌کار می‌رود. موتور برق (ژنراتور) با سوزاندن سوخت، انرژی مکانیکی تولید و آن را به برق تبدیل می‌کند و برای توان‌های بالا مناسب است.

اینورترها در شرایط افت ولتاژ ورودی (مثلاً زمانی که باتری نزدیک به تخلیه است) باید توان خروجی را دِرِیت (derate) کنند — یعنی عدد توان نامی کاهش می‌یابد. این پدیده در موتور برق رخ نمی‌دهد اما موتور نیز در صورت کار مداوم در دور نامناسب دچار پدیده‌ای به نام «واترینگ/واترینگ انباشت» (wet stacking) می‌شود که کارآیی را کم می‌کند.
درنتیجه باید در انتخاب اینورتر مناسب بسیار دقت نمود و بدون مشاوره و اطلاعات کافی از هرگونه هزینه در این زمینه پرهیز نمود.

بررسی هزینهٔ اولیه (CAPEX) و عوامل پنهان

در توان‌های پایین تا متوسط، اینورتر معمولاً هزینهٔ اولیهٔ کمتری دارد، به‌خصوص اگر باتری و شارژر از قبل موجود باشند. اما وقتی ظرفیت و پایداری لازم افزایش یابد، مجموع هزینهٔ اینورتر + باتری می‌تواند با هزینهٔ یک موتور برق هم‌رده رقابت کند.

برای مقایسهٔ اقتصادی واقعی باید «هزینهٔ موثر به ازاء هر کیلووات-ساعت قابل استفاده» (effective $/kWh) محاسبه شود؛ باتری‌های سربی به‌دلیل قانون پوکرت (Peukert) در تخلیهٔ سریع ظرفیت مؤثر کمتری تحویل می‌دهند و هزینهٔ هر kWh افزایش می‌یابد.بنابراین قیمت اولیهٔ پایین اینورتر ممکن است در عمل هزینهٔ واقعی بیشتری ایجاد کند مگر اینکه باتری و نرخ تخلیه هم مطابق محاسبه انتخاب شوند.

برای برآورد و مقایسه، بررسی دقیق قیمت اینورتر همراه با هزینهٔ باتری و عمر مفید آن، ضروری است.

هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری

موتور برق هزینه‌های سوخت و سرویس مکانیکی دارد (روغن، فیلتر، کوئل و شمع). اینورترها هزینهٔ نگهداری الکترونیکی کمتری دارند، اما وابستگی به باتری و نیاز به شارژر مناسب از نقاط ضعفشان است.

طول عمر خازن‌های الکترولیتی داخل اینورترها به «جریان ریپل» و دمای محیط وابسته است — در محیط‌های گرم و با بار پالس‌دار (مثل ابزار برقی با کنترل سرعت)، خازن‌ها زودتر ضعیف می‌شوند و اینورتر نیاز به تعمیر پیدا می‌کند. پس هزینهٔ نگهداری الکترونیکی می‌تواند در عمل از آنچه معمولاً گفته می‌شود بالاتر رود، بنابراین حتما هنگام خرید اینورتر، مشاور خود را از هرگونه شرایط احتمالی کاربری ابزار و تجهیزات آگاه نمایید.

کیفیت برق خروجی و سازگاری با تجهیزات حساس

اینورترهای باکیفیت موج سینوسی خالص تولید می‌کنند؛ این موضوع برای تجهیزات حساس الکترونیکی، درایوهای موتور و پاورهای سوئیچینگ حیاتی است. موتور برقهای معمولی ممکن است هارمونیک تولید کنند که به تجهیزات آسیب یا نویز می‌زند.

معیار فنی مهم در انتخاب اینورتر مقدار THD (کل اعوجاج هارمونیکی) و crest factor است. وسیله‌ای ممکن است وات کمی بکشد اما کرست فاکتور بالا داشته باشد (مثلاً موتورهای القایی) و این یعنی جریان پیک بسیار بالاتری لازم است — انتخاب اینورتر فقط براساس وات اسمی ممکن است گمراه‌کننده باشد.
پیشبینی و انتخاب دقیق اینوتر مناسب نیاز شما، به کمک تجربه مشاوران باتجربه، امکانپذیر است.

مدت‌زمان تأمین برق و سناریوی مصرف

برای قطعی‌های کوتاه‌مدت اینورتر + باتری مناسب است؛ برای کار ممتد طولانی‌تر موتور برق عملی‌تر است. اما محاسبهٔ مدت‌ زمان واقعی کاردهی وابسته به ظرفیت واقعی باتری و نرخ تخلیه است.

با توجه به قانون پوکرت، اگر یک باتری ۱۰۰Ah در نرخ خالی‌شدن آرام می‌تواند نزدیک به ۱۰۰Ah بدهد، در نرخ‌های بالاتر (مثلاً دشارژ در C/1 یا C/2) ظرفیت مؤثر بسیار کمتر است — بنابراین برای تغذیهٔ ابزار ۱۰۰۰ وات نباید ظرفیت اسمی را بدون محاسبهٔ نرخ تخلیه ملاک قرار داد، بنابراین قبل از هر اقدامی، این محاسبات را از مشاور خود بخواهید.

معیارهای انتخاب برای فروشندگان و مصرف‌کنندگان

• 
  توان واقعی موردنیاز و جریان راه‌اندازی (Inrush) — محاسبهٔ همزمانی دستگاه‌ها.
  
• 
  دسترسی به سوخت و هزینه آن برای ژنراتور؛ هزینهٔ عملیاتی در ۳–۵ سال.
  
• 
  شرایط محیطی (دمای بالاتر نیاز به Derating اینورتر دارد).
  
• 
  قابلیت سرویس و تأمین قطعات یدکی.
  
• 
  توجه به توان ظاهری vs توان اکتیو و اثر ضریب توان در محاسبهٔ لازم.
  

برخی اینورترها را می‌توان در حالت پارالل (Parallel) برای افزایش توان قرار داد، اما این کار نیازمند مدل‌های مشخص و  هماهنگ‌سازی فازی است؛ اجرای غیراصولی پارالل کردن می‌تواند منجر به نوسان ولتاژ و آسیب شود — مطلبی که فروشندگان حرفه‌ای باید به خریدار گوشزد کنند.

مثال عملی برای تصمیم‌گیری اقتصادی

فرض کنید می‌خواهید هم‌زمان یک تلویزیون ۶۰W، روشنایی LED مجموع ５０W و یک دریل هنگام استفاده پیک ۱۲۰۰W راه‌اندازی کنید. جمع توان پیوستهٔ معمولی ≈ 110W، اما برای پیک دریل نیاز به اینورتری با توان هجومی حداقل 1200W و توان پیوسته 800–1000W است. در انتخاب باتری نیز اگر می‌خواهید ۲ ساعت کار پیوسته داشته باشید و اینورتر کارایی تبدیل ۹۰٪ دارد، باید بر اساس محاسبهٔ واقعی Ah باتری (با درنظر گرفتن Peukert و درصد DOD) اقدام کنید. برای این برآوردها همیشه بررسی به‌روز قیمت اینورتر را توصیه می‌کنیم تا سناریوهای اقتصادی دقیق‌تر محاسبه شوند.

جمع‌بندی نهایی

اینورترها برای مصارف رفاهی و برخی ابزارهای سیار بسیار مناسب هستند اما تصمیم نهایی باید بر مبنای محاسبهٔ دقیق توان پیوسته و هجومی، اثر نرخ تخلیهٔ باتری و شرایط محیطی گرفته شود. در پروژه‌هایی با کارکرد طولانی و توان بالا موتور برق یا راهکار ترکیبی اغلب اقتصادی‌تر است. برای فروشندگان، ارائهٔ پکیج‌های مشاوره‌ای (محاسبهٔ بار واقعی، انتخاب اینورتر مناسب و پیشنهاد باتری با Ah محاسبه‌شده) و اطلاع‌رسانی شفاف دربارهٔ قطعات از فروشگاه آنلاین هرشی ، باعث اعتماد مشتری خواهد شد.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.