ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن در مقابل ترانسفورماتور خشک برای سیستم‌های انرژی خورشیدی

ترانسفورماتورهای قدرت اجزای حیاتی برای افزایش ولتاژ و اتصال به شبکه در نیروگاه‌های فتوولتائیک (PV) هستند. ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن و ترانسفورماتورهای خشک برای کاربردهای بسیار متفاوتی مناسب‌اند و انتخاب بین آن‌ها مستقیماً بر پایداری عملیاتی و هزینه‌های نگهداری یک پروژه فتوولتائیک تأثیر می‌گذارد.

پروژه‌های فتوولتائیک مقیاس‌بالا و زمینی عمدتاً انتخاب می‌کنند ترانسفورماتورهای غوطه‌گیر این ترانسفورماتورها از روغن عایقی در حال گردش برای انتقال حرارت استفاده می‌کنند و دارای بازده بالای پراکندگی حرارت و ظرفیت قابل توجه تحمل بار اضافی هستند. این ترانسفورماتورها در برابر شرایط سخت محیطی—مانند نور خورشید شدید، باران سنگین و طوفان‌های شنی—مقاومت دارند و ساختار کاملاً دربسته‌ای دارند که در برابر رطوبت و پیرشدگی مقاوم است؛ بنابراین برای نیازهای اتصال پیوسته و با توان بالا به شبکه در نیروگاه‌های فتوولتائیک (PV) ایده‌آل هستند. در مقابل، ترانسفورماتورهای خشک از خنک‌کنندگی هوایی استفاده می‌کنند؛ این ترانسفورماتورها محدودیت‌های پایین‌تری در پراکندگی حرارت دارند و در محیط‌های با دمای بالا به دلیل افزایش بیش از حد دما مستعد خرابی هستند، لذا معمولاً برای نیروگاه‌های مرکزی فتوولتائیک در فضای باز مناسب نیستند.

مزایای اصلی ترانسفورمرهای خشک مزیت اصلی آن‌ها در ایمنی‌شان—به‌ویژه در خصوص ویژگی‌های ضدشعله و عدم وجود خطر نشت روغن—قرار دارد؛ بنابراین برای نصب‌های فتوولتائیک (PV) تجاری و صنعتی روی سقف، اتاق‌های توزیع داخلی و نصب‌های فتوولتائیک پراکنده در محیط‌های شهری بسیار مناسب هستند. این مکان‌ها اغلب در مجاورت کارخانه‌ها یا ساختمان‌های اداری قرار دارند که تراکم افراد در آن‌ها بالا بوده و مقررات ایمنی در برابر حریق بسیار سخت‌گیرانه است. ترانسفورماتورهای خشک حاوی هیچ ماده قابل اشتعالی مانند روغن ترانسفورماتور نیستند و دارای ابعاد جمع‌شده‌ای هستند؛ لذا برای فضای محدود موجود روی سقف‌ها ایده‌آل می‌باشند.

در مورد هزینه‌ها و چرخه عمر، ترانسفورماتورهای روغنی مزایای مشخصی دارند. برای مشخصات معادل، قیمت خرید ترانسفورماتور روغنی ۲۰ تا ۳۰ درصد کمتر از ترانسفورماتور خشک است. این ترانسفورماتورها ساختاری بادوام‌تر و نرخ خرابی پایین‌تری دارند و تنها نیازمند آزمایش دوره‌ای روغن عایقی هستند؛ این امر منجر به حداقل تلاش در نگهداری و عمر خدماتی تا ۲۵ تا ۳۰ سال می‌شود. ترانسفورماتورهای خشک هزینه اولیه بالاتری دارند و نیازی به نگهداری روغن ندارند، اما سیم‌پیچ‌های آن‌ها مستعد تجمع گرد و غبار و جذب رطوبت هستند و لذا تمیزکردن اجزای دفع حرارت باید به‌صورت دوره‌ای انجام شود؛ همچنین این ترانسفورماتورها به‌دلیل افزایش دما، تلفات بلندمدت بالاتری دارند و عمر خدماتی کوتاه‌تری حدود ۲۰ سال دارند.

به طور خلاصه، قاعده انتخاب ترانسفورماتور قدرت برای یک پروژه فتوولتائیک (PV) ساده است: برای پروژه‌های فتوولتائیک مقیاس بزرگ، متمرکز و در فضای باز، از ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن استفاده کنید، زیرا این ترانسفورماتورها دفع حرارت بهتری دارند و هزینه‌های کمتری دارند؛ و برای پروژه‌های توزیع‌شده تجاری و صنعتی روی سقف، از ترانسفورماتورهای خشک استفاده کنید، زیرا این ترانسفورماتورها ایمنی در برابر آتش را تضمین کرده و اجرای مقررات را تسهیل می‌کنند.