İnvertorlar, bu gün bir çoxunu əhatə edən böyük bir statik çeviricilər qrupuna aiddir'cihazları bacarır“çevirmək"yükün tələblərinə uyğun bir çıxış yaratmaq üçün girişdəki elektrik parametrləri, məsələn, gərginlik və tezlik.

Ümumiyyətlə, invertorlar birbaşa cərəyanı alternativ cərəyana çevirə bilən cihazlardır və sənaye avtomatlaşdırma tətbiqlərində və elektrik ötürücülərində olduqca geniş yayılmışdır. Müxtəlif invertor növlərinin arxitekturası və dizaynı, əsas məqsədinin əsası eyni olsa belə (DC-dən AC-yə çevrilmə), hər bir spesifik tətbiqə görə dəyişir.

1. Müstəqil və Şəbəkəyə Qoşulmuş İnverterlər

Fotovoltaik tətbiqlərdə istifadə olunan invertorlar tarixən iki əsas kateqoriyaya bölünür:

:Müstəqil invertorlar

:Şəbəkəyə qoşulmuş invertorlar

Müstəqil invertorlar fotovoltaik stansiyanın əsas enerji paylama şəbəkəsinə qoşulmadığı tətbiqlər üçündür. İnvertor, əsas elektrik parametrlərinin (gərginlik və tezlik) sabitliyini təmin edərək, qoşulmuş yüklərə elektrik enerjisi verə bilir. Bu, onları əvvəlcədən müəyyən edilmiş limitlər daxilində saxlayır və müvəqqəti həddindən artıq yüklənmə vəziyyətlərinə tab gətirə bilir. Bu vəziyyətdə, ardıcıl enerji təchizatını təmin etmək üçün invertor batareya saxlama sistemi ilə birləşdirilir.

Digər tərəfdən, şəbəkəyə qoşulmuş invertorlar qoşulduqları elektrik şəbəkəsi ilə sinxronizasiya edə bilirlər, çünki bu halda gərginlik və tezlik“tətbiq edilən"əsas şəbəkə tərəfindən. Bu çeviricilər, əsas şəbəkənin sıradan çıxdığı təqdirdə, ciddi təhlükə yarada biləcək hər hansı bir tərs təchizatın qarşısını almaq üçün ayıra bilməlidirlər.

Şəkil 1 - Müstəqil sistem və şəbəkəyə qoşulmuş sistem nümunəsi. Şəkil Biblus-dan götürülmüşdür.

2. Avtobus kondensatorunun rolu nədir?

İnverterin məqsədi, müəyyən bir tezlikdə və kiçik bir faz bucağı ilə yükə (məsələn, elektrik şəbəkəsinə) enerji yeritmək üçün DC dalğa forması gərginliyini AC siqnalına çevirməkdir (φ ≈0). Tək fazalı unipolyar İmpuls Eni Modulyasiyası (PWM) üçün sadələşdirilmiş dövrə Şəkildə göstərilmişdir2 (eyni ümumi sxem üç fazalı sistemə də şamil edilə bilər). Bu sxemdə, müəyyən mənbə induktivliyinə malik DC gərginlik mənbəyi kimi fəaliyyət göstərən bir PV sistemi, sərbəst hərəkət edən diodlarla paralel olaraq dörd IGBT açarı vasitəsilə AC siqnalına çevrilir. Bu açarlar, adətən daşıyıcı dalğanı (adətən istənilən çıxış tezliyinin sinus dalğası) və əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək tezlikdə (adətən 5-20 kHz-də üçbucaq dalğası) istinad dalğasını müqayisə edən bir IC-nin çıxışı olan bir PWM siqnalı vasitəsilə qapıda idarə olunur. IGBT-lərin çıxışı, müxtəlif LC filtr topologiyalarının tətbiqi ilə istifadəyə və ya şəbəkə inyeksiyasına uyğun bir AC siqnalına çevrilir.

Qiymət alın

Şəkil 2: İmpulslu Eni Modulyasiyası (PWM) tək fazalıinverterin quraşdırılması. IGBT açarları, LC çıxış filtri ilə birlikdə, DC giriş siqnalını istifadəyə yararlı AC siqnalına çevirir. Bu, a-nı işə salırPV terminalları boyunca zərərli gərginlik dalğalanması.Kondensator bu dalğalanmanı azaltmaq üçün ölçülüdür.

IGBT-lərin işləməsi fotovoltaik massivinin terminalına dalğalanma gərginliyi gətirir. Bu dalğalanma fotovoltaik sisteminin işləməsinə zərərlidir, çünki ən çox enerjini çıxarmaq üçün terminallara tətbiq olunan nominal gərginlik IV əyrisinin maksimum güc nöqtəsində (MPP) saxlanılmalıdır. Fotovoltaik terminallarında gərginlik dalğalanması sistemdən çıxarılan gücü titrədəcək və nəticədə

daha aşağı orta güc çıxışı (Şəkil 3). Gərginlik dalğasını hamarlaşdırmaq üçün şinə bir kondansatör əlavə olunur.

Şəkil 3: PWM inverter sxemi tərəfindən fotovoltaik terminallara daxil edilən gərginlik dalğası, tətbiq olunan gərginliyi fotovoltaik massivinin maksimum güc nöqtəsindən (MPP) kənarlaşdırır. Bu, massivin çıxış gücündə dalğalanma yaradır ki, orta çıxış gücü nominal MPP-dən aşağı olsun.

Gərginlik dalğalanmasının amplitudası (pikdən pikə) aşağıdakılara görə keçid tezliyi, fotovoltaik gərginlik, şin tutumu və filtr induktivliyi ilə müəyyən edilir:

harada:

VPV günəş paneli DC gərginliyidir,

Cbus, şin kondensatorunun tutumudur,

L filtr induktorlarının induktivliyidir,

fPWM keçid tezliyidir.

Tənlik (1), doldurma zamanı kondensatordan yükün axmasının qarşısını alan və sonra elektrik sahəsində yerləşən enerjini müqavimət göstərmədən boşaldan ideal bir kondensatora aiddir. Əslində, heç bir kondensator ideal deyil (Şəkil 4), lakin birdən çox elementdən ibarətdir. İdeal tutuma əlavə olaraq, dielektrik mükəmməl müqavimət göstərmir və kiçik bir sızma cərəyanı anoddan katoda dielektrik tutumunu (C) keçərək sonlu şunt müqaviməti (Rsh) boyunca axır. Kondensatordan cərəyan axdıqda, sancaqlar, folqalar və dielektrik mükəmməl keçiricilik göstərmir və tutumla ardıcıl olaraq ekvivalent ardıcıl müqavimət (ESR) mövcuddur. Nəhayət, kondensator maqnit sahəsində müəyyən enerji saxlayır, buna görə də tutum və ESR ilə ardıcıl olaraq ekvivalent ardıcıl induktivlik (ESL) mövcuddur.

Şəkil 4: Ümumi kondensatorun ekvivalent dövrəsi. Kondensatordielektrik tutum (C), kondensatoru keçərək dielektrikdən keçən sonsuz olmayan şunt müqaviməti, ardıcıl müqavimət (ESR) və ardıcıl induktivlik (ESL) daxil olmaqla bir çox qeyri-ideal elementdən ibarətdir.

Hətta kondensator kimi sadə görünən bir komponentdə belə, sıradan çıxa və ya sıradan çıxa bilən bir çox element mövcuddur. Bu elementlərin hər biri həm AC, həm də DC tərəflərində inverterin davranışına təsir göstərə bilər. Qeyri-ideal kondensator komponentlərinin sıradan çıxmasının fotovoltaik terminallar arasında tətbiq olunan gərginlik dalğasına təsirini müəyyən etmək üçün SPICE istifadə edərək PWM birpolyar H-körpü inverteri (Şəkil 2) simulyasiya edilmişdir. Filtr kondensatorları və induktorları müvafiq olaraq 250µF və 20mH-də saxlanılır. IGBT-lər üçün SPICE modelləri Petrie və digərlərinin işindən əldə edilmişdir. IGBT açarlarını idarə edən PWM siqnalı, müvafiq olaraq yüksək və aşağı tərəfli IGBT açarları üçün müqayisəedici və inverter müqayisəedici dövrə ilə müəyyən edilir. PWM idarəetmələri üçün giriş 9.5V, 60Hz sinus daşıyıcı dalğası və 10V, 10kHz üçbucaq dalğasıdır.