इन्व्हर्टर हे स्टॅटिक कन्व्हर्टरच्या मोठ्या गटाशी संबंधित आहेत, ज्यात आजच्या अनेकांचा समावेश आहे'ची उपकरणे सक्षम आहेत"रूपांतरित करा"इनपुटमधील इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्स, जसे की व्होल्टेज आणि वारंवारता, जेणेकरून लोडच्या आवश्यकतांशी सुसंगत आउटपुट तयार करणे.

सर्वसाधारणपणे बोलायचे झाल्यास, इनव्हर्टर ही अशी उपकरणे आहेत जी थेट विद्युत् प्रवाहाला पर्यायी प्रवाहात रूपांतरित करण्यास सक्षम आहेत आणि औद्योगिक ऑटोमेशन ऍप्लिकेशन्स आणि इलेक्ट्रिक ड्राईव्हमध्ये सामान्य आहेत.आर्किटेक्चर आणि वेगवेगळ्या इन्व्हर्टर प्रकारांची रचना प्रत्येक विशिष्ट ऍप्लिकेशननुसार बदलते, जरी त्यांचा मुख्य उद्देश एकच असला तरीही (DC ते AC रूपांतरण).

1.स्टँडअलोन आणि ग्रिड-कनेक्ट केलेले इन्व्हर्टर

फोटोव्होल्टेइक ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरलेले इन्व्हर्टर ऐतिहासिकदृष्ट्या दोन मुख्य श्रेणींमध्ये विभागलेले आहेत:

:स्टँडअलोन इन्व्हर्टर

:ग्रिड-कनेक्ट केलेले इन्व्हर्टर

स्टँडअलोन इन्व्हर्टर हे अशा ऍप्लिकेशन्ससाठी आहेत जेथे पीव्ही प्लांट मुख्य ऊर्जा वितरण नेटवर्कशी जोडलेले नाही.इन्व्हर्टर मुख्य विद्युत पॅरामीटर्सची स्थिरता (व्होल्टेज आणि वारंवारता) सुनिश्चित करून, कनेक्ट केलेल्या भारांना विद्युत ऊर्जा पुरवण्यास सक्षम आहे.हे त्यांना पूर्वनिर्धारित मर्यादेत ठेवते, तात्पुरत्या ओव्हरलोडिंग परिस्थितींचा सामना करण्यास सक्षम.या परिस्थितीत, सातत्यपूर्ण ऊर्जा पुरवठा सुनिश्चित करण्यासाठी इन्व्हर्टर बॅटरी स्टोरेज सिस्टमसह जोडलेले आहे.

दुसरीकडे, ग्रिड-कनेक्ट केलेले इन्व्हर्टर, ज्या इलेक्ट्रिकल ग्रिडशी ते जोडलेले आहेत त्याच्याशी सिंक्रोनाइझ करण्यास सक्षम आहेत कारण, या प्रकरणात, व्होल्टेज आणि वारंवारता"लादलेले"मुख्य ग्रिडद्वारे.मुख्य ग्रिडचा कोणताही संभाव्य उलट पुरवठा टाळण्यासाठी हे इन्व्हर्टर डिस्कनेक्ट होण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे, जे गंभीर धोक्याचे प्रतिनिधित्व करू शकते.

आकृती 1 - स्टँडअलोन सिस्टम आणि ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टमचे उदाहरण.Biblus च्या प्रतिमा सौजन्याने.

2.बस कॅपेसिटरची भूमिका काय आहे

इन्व्हर्टरचा उद्देश डीसी वेव्हफॉर्म व्होल्टेजचे एसी सिग्नलमध्ये रूपांतर करणे हा आहे ज्यामुळे लोडमध्ये (उदा. पॉवर ग्रिड) पॉवर इंजेक्ट करण्यासाठी दिलेल्या वारंवारतेवर आणि लहान फेज अँगलसह (φ ≈0).सिंगल फेज युनिपोलर पल्स-विड्थ मॉड्युलेशन (PWM) साठी एक सरलीकृत सर्किट आकृतीमध्ये दाखवले आहे.2 (तीच सामान्य योजना तीन फेज प्रणालीमध्ये वाढविली जाऊ शकते).या योजनाबद्ध मध्ये, काही स्त्रोत इंडक्टन्ससह DC व्होल्टेज स्रोत म्हणून काम करणारी PV प्रणाली फ्रीव्हीलिंग डायोडच्या समांतर चार IGBT स्विचद्वारे AC सिग्नलमध्ये आकारली जाते.हे स्विचेस PWM सिग्नलद्वारे गेटवर नियंत्रित केले जातात, जे सामान्यत: IC चे आउटपुट असते जे कॅरियर वेव्ह (सामान्यत: इच्छित आउटपुट फ्रिक्वेंसीची साइन वेव्ह) आणि लक्षणीय उच्च वारंवारता (सामान्यत: त्रिकोणी लहर) ची तुलना करते. 5-20kHz वर).IGBTs चे आउटपुट LC फिल्टरच्या विविध टोपोलॉजीजच्या वापराद्वारे वापरासाठी किंवा ग्रिड इंजेक्शनसाठी योग्य असलेल्या AC सिग्नलमध्ये आकारले जाते.

कोट मिळवा

आकृती 2: स्पंदित रुंदी मॉड्यूलेशन (PWM) सिंगल-फेजइन्व्हर्टर सेटअप.LC आउटपुट फिल्टरसह IGBT स्विचेस, DC इनपुट सिग्नलला वापरण्यायोग्य AC सिग्नलमध्ये आकार देतात.यामुळे एपीव्ही टर्मिनल्सवर हानिकारक व्होल्टेज तरंग.बसही लहर कमी करण्यासाठी कॅपेसिटरचा आकार केला जातो.

IGBTs च्या ऑपरेशनमुळे PV अॅरेच्या टर्मिनलवर रिपल व्होल्टेज येतो.ही लहर PV प्रणालीच्या ऑपरेशनसाठी हानिकारक आहे, कारण टर्मिनल्सवर लागू केलेला नाममात्र व्होल्टेज जास्तीत जास्त शक्ती काढण्यासाठी IV वक्रच्या कमाल पॉवर पॉइंटवर (MPP) धरला पाहिजे.पीव्ही टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज रिपल सिस्टीममधून काढलेल्या शक्तीला दोलन करेल, परिणामी

कमी सरासरी पॉवर आउटपुट (आकृती 3).व्होल्टेज रिपल गुळगुळीत करण्यासाठी बसमध्ये कॅपेसिटर जोडला जातो.

आकृती 3: पीव्हीएम इन्व्हर्टर स्कीमद्वारे पीव्ही टर्मिनल्सवर आणलेली व्होल्टेज रिपल पीव्ही अॅरेच्या कमाल पॉवर पॉइंट (एमपीपी) पासून लागू व्होल्टेजला हलवते.हे अॅरेच्या पॉवर आउटपुटमध्ये एक लहर आणते जेणेकरून सरासरी आउटपुट पॉवर नाममात्र MPP पेक्षा कमी असेल

व्होल्टेज रिपलचे मोठेपणा (शिखर ते शिखर) स्विचिंग वारंवारता, पीव्ही व्होल्टेज, बस कॅपेसिटन्स आणि फिल्टर इंडक्टन्स द्वारे निर्धारित केले जाते:

कुठे:

व्हीपीव्ही हे सौर पॅनेल डीसी व्होल्टेज आहे,

Cbus ही बस कॅपेसिटरची कॅपेसिटन्स आहे,

एल हे फिल्टर इंडक्टर्सचे इंडक्टन्स आहे,

fPWM ही स्विचिंग वारंवारता आहे.

समीकरण (1) आदर्श कॅपेसिटरला लागू होते जे चार्जिंग दरम्यान कॅपेसिटरमधून चार्ज होण्यापासून प्रतिबंधित करते आणि नंतर विद्युत क्षेत्रात स्थित ऊर्जा कोणत्याही प्रतिकाराशिवाय सोडते.प्रत्यक्षात, कोणताही कॅपेसिटर आदर्श नसतो (आकृती 4) परंतु अनेक घटकांनी बनलेला असतो.आदर्श कॅपॅसिटन्स व्यतिरिक्त, डायलेक्ट्रिक पूर्णपणे प्रतिरोधक नसतो आणि डायलेक्ट्रिक कॅपॅसिटन्स (C) ला मागे टाकून एक छोटासा गळती करंट एनोडपासून कॅथोडकडे मर्यादित शंट रेझिस्टन्स (Rsh) सोबत वाहतो.जेव्हा कॅपेसिटरमधून विद्युतप्रवाह वाहत असतो, तेव्हा पिन, फॉइल आणि डायलेक्ट्रिक उत्तम प्रकारे चालत नाहीत आणि कॅपेसिटन्ससह मालिकेत समतुल्य मालिका प्रतिरोध (ESR) असतो.शेवटी, कॅपेसिटर चुंबकीय क्षेत्रात काही ऊर्जा साठवतो, म्हणून कॅपेसिटन्स आणि ESR सह मालिकेत समतुल्य मालिका इंडक्टन्स (ESL) आहे.

आकृती 4: जेनेरिक कॅपेसिटरचे समतुल्य सर्किट.कॅपेसिटर आहेडायलेक्ट्रिक कॅपॅसिटन्स (C), कॅपेसिटर, सीरिज रेझिस्टन्स (ESR) आणि सीरिज इंडक्टन्स (ESL) ला बायपास करणार्‍या डायलेक्ट्रिकद्वारे नॉन-इन्फिनिट शंट रेझिस्टन्ससह अनेक नॉन-आदर्श घटकांनी बनलेला.

अगदी कॅपेसिटर सारख्या साध्या दिसणाऱ्या घटकामध्ये देखील असे अनेक घटक असतात जे अयशस्वी किंवा खराब होऊ शकतात.यातील प्रत्येक घटक AC आणि DC दोन्ही बाजूंनी इन्व्हर्टरच्या वर्तनावर परिणाम करू शकतो.नॉन-आदर्श कॅपॅसिटर घटकांच्या ऱ्हासाचा परिणाम PV टर्मिनल्समध्ये सुरू झालेल्या व्होल्टेज रिपलवर होतो हे निर्धारित करण्यासाठी, SPICE वापरून PWM युनिपोलर एच-ब्रिज इन्व्हर्टर (आकृती 2) चे नक्कल करण्यात आले.फिल्टर कॅपेसिटर आणि इंडक्टर अनुक्रमे 250µF आणि 20mH वर धरले जातात.IGBTs साठी SPICE मॉडेल्स पेट्री एट अल च्या कामातून प्राप्त झाले आहेत. IGBT स्विच नियंत्रित करणारे PWM सिग्नल, उच्च आणि निम्न-साइड IGBT स्विचेससाठी अनुक्रमे तुलनाकर्ता आणि इन्व्हर्टिंग कंपॅरेटर सर्किटद्वारे निर्धारित केले जातात.PWM कंट्रोल्ससाठी इनपुट हे 9.5V, 60Hz साइन कॅरियर वेव्ह आणि 10V, 10kHz त्रिकोणी वेव्ह आहेत.