इन्भर्टरको उद्देश्य भनेको दिइएको फ्रिक्वेन्सीमा र सानो फेज कोणको साथ लोड (जस्तै पावर ग्रिड) मा पावर इन्जेक्ट गर्न DC वेभफर्म भोल्टेजलाई AC सिग्नलमा रूपान्तरण गर्नु हो (φ ≈०)। एकल चरण एकध्रुवीय पल्स-चौडाइ मोड्युलेसन (PWM) को लागि सरलीकृत सर्किट चित्रमा देखाइएको छ।2 (उही सामान्य योजनालाई तीन चरण प्रणालीमा विस्तार गर्न सकिन्छ)। यस योजनाबद्धमा, केही स्रोत इन्डक्टन्सको साथ DC भोल्टेज स्रोतको रूपमा काम गर्ने PV प्रणालीलाई फ्रीव्हीलिंग डायोडहरूसँग समानान्तरमा चार IGBT स्विचहरू मार्फत AC सिग्नलमा आकार दिइन्छ। यी स्विचहरूलाई PWM सिग्नल मार्फत गेटमा नियन्त्रित गरिन्छ, जुन सामान्यतया IC को आउटपुट हो जसले क्यारियर वेभ (सामान्यतया इच्छित आउटपुट फ्रिक्वेन्सीको साइन वेभ) र उल्लेखनीय रूपमा उच्च फ्रिक्वेन्सीमा सन्दर्भ वेभ (सामान्यतया 5-20kHz मा त्रिकोण वेभ) तुलना गर्दछ। IGBTs को आउटपुट LC फिल्टरहरूको विभिन्न टोपोलोजीहरूको प्रयोग मार्फत प्रयोग वा ग्रिड इन्जेक्सनको लागि उपयुक्त AC सिग्नलमा आकार दिइन्छ।
इन्भर्टरहरू स्थिर कन्भर्टरहरूको ठूलो समूह हुन्, जसमा आजका धेरै समावेश छन्'सक्षम उपकरणहरू"रूपान्तरण गर्नुहोस्"इनपुटमा विद्युतीय प्यारामिटरहरू, जस्तै भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी, ताकि लोडको आवश्यकताहरूसँग मिल्दो आउटपुट उत्पादन गर्न सकियोस्।
सामान्यतया, इन्भर्टरहरू प्रत्यक्ष प्रवाहलाई वैकल्पिक प्रवाहमा रूपान्तरण गर्न सक्षम उपकरणहरू हुन् र औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगहरू र विद्युतीय ड्राइभहरूमा धेरै सामान्य छन्। विभिन्न इन्भर्टर प्रकारहरूको वास्तुकला र डिजाइन प्रत्येक विशिष्ट अनुप्रयोग अनुसार परिवर्तन हुन्छ, भले पनि तिनीहरूको मुख्य उद्देश्यको मूल एउटै हो (DC देखि AC रूपान्तरण)।
१. स्ट्यान्डअलोन र ग्रिड-जडित इन्भर्टरहरू
फोटोभोल्टिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग हुने इन्भर्टरहरूलाई ऐतिहासिक रूपमा दुई मुख्य वर्गमा विभाजन गरिएको छ:
:स्ट्यान्डअलोन इन्भर्टरहरू
:ग्रिड-जडित इन्भर्टरहरू
स्ट्यान्डअलोन इन्भर्टरहरू त्यस्ता अनुप्रयोगहरूका लागि हुन् जहाँ PV प्लान्ट मुख्य ऊर्जा वितरण नेटवर्कमा जडान गरिएको छैन। इन्भर्टरले मुख्य विद्युतीय प्यारामिटरहरू (भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी) को स्थिरता सुनिश्चित गर्दै जडान गरिएका भारहरूमा विद्युतीय ऊर्जा आपूर्ति गर्न सक्षम छ। यसले तिनीहरूलाई पूर्वनिर्धारित सीमा भित्र राख्छ, अस्थायी ओभरलोडिङ परिस्थितिहरू सामना गर्न सक्षम हुन्छ। यस अवस्थामा, निरन्तर ऊर्जा आपूर्ति सुनिश्चित गर्न इन्भर्टरलाई ब्याट्री भण्डारण प्रणालीसँग जोडिएको हुन्छ।
अर्कोतर्फ, ग्रिड-जडित इन्भर्टरहरू विद्युतीय ग्रिडसँग सिङ्क्रोनाइज गर्न सक्षम हुन्छन् जसमा तिनीहरू जडान भएका छन् किनभने, यस अवस्थामा, भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी"लगाइएको"मुख्य ग्रिडबाट। मुख्य ग्रिडको सम्भावित उल्टो आपूर्तिबाट बच्नको लागि यदि मुख्य ग्रिड असफल भयो भने यी इन्भर्टरहरू विच्छेदन गर्न सक्षम हुनुपर्छ, जसले गम्भीर खतरालाई प्रतिनिधित्व गर्न सक्छ।
- चित्र १ - स्ट्यान्डअलोन प्रणाली र ग्रिड-जडित प्रणालीको उदाहरण। छवि सौजन्य: बिब्लस।
२. बस क्यापेसिटरको भूमिका के हो?
चित्र २: पल्स्ड वाइडथ मोड्युलेसन (PWM) सिंगल-फेजइन्भर्टर सेटअप। IGBT स्विचहरूले, LC आउटपुट फिल्टरसँगै, DC इनपुट सिग्नललाई प्रयोगयोग्य AC सिग्नलमा आकार दिन्छन्। यसले एकPV टर्मिनलहरूमा हानिकारक भोल्टेज तरंग। बसयो तरंग कम गर्न क्यापेसिटरको आकार दिइएको छ।
IGBT हरूको सञ्चालनले PV एरेको टर्मिनलमा रिपल भोल्टेज परिचय गराउँछ। यो रिपल PV प्रणालीको सञ्चालनको लागि हानिकारक छ, किनकि टर्मिनलहरूमा लागू गरिएको नाममात्र भोल्टेजलाई अधिकतम शक्ति निकाल्नको लागि IV कर्भको अधिकतम पावर पोइन्ट (MPP) मा राख्नुपर्छ। PV टर्मिनलहरूमा भोल्टेज रिपलले प्रणालीबाट निकालिएको शक्तिलाई दोलन गर्नेछ, परिणामस्वरूप
कम औसत पावर आउटपुट (चित्र ३)। भोल्टेज रिपललाई सहज बनाउन बसमा क्यापेसिटर थपिएको छ।
चित्र ३: PWM इन्भर्टर योजनाद्वारा PV टर्मिनलहरूमा प्रस्तुत गरिएको भोल्टेज रिपलले PV एरेको अधिकतम पावर पोइन्ट (MPP) बाट लागू गरिएको भोल्टेजलाई हटाउँछ। यसले एरेको पावर आउटपुटमा रिपल परिचय गराउँछ जसले गर्दा औसत आउटपुट पावर नाममात्र MPP भन्दा कम हुन्छ।
भोल्टेज रिपलको आयाम (शिखरदेखि शिखरसम्म) स्विचिङ फ्रिक्वेन्सी, PV भोल्टेज, बस क्यापेसिटन्स, र फिल्टर इन्डक्टन्सद्वारा निम्न अनुसार निर्धारण गरिन्छ:
कहाँ:
VPV भनेको सौर्य प्यानलको DC भोल्टेज हो,
Cbus भनेको बस क्यापेसिटरको क्यापेसिटेन्स हो,
L फिल्टर इन्डक्टरहरूको इन्डक्टन्स हो,
fPWM भनेको स्विचिङ फ्रिक्वेन्सी हो।
समीकरण (१) एउटा आदर्श क्यापेसिटरमा लागू हुन्छ जसले चार्जिङको क्रममा क्यापेसिटरबाट चार्ज प्रवाह हुनबाट रोक्छ र त्यसपछि कुनै प्रतिरोध बिना विद्युत क्षेत्रमा अवस्थित ऊर्जा डिस्चार्ज गर्दछ। वास्तविकतामा, कुनै पनि क्यापेसिटर आदर्श हुँदैन (चित्र ४) तर धेरै तत्वहरू मिलेर बनेको हुन्छ। आदर्श क्यापेसिटेन्सको अतिरिक्त, डाइइलेक्ट्रिक पूर्ण रूपमा प्रतिरोधी हुँदैन र डाइइलेक्ट्रिक क्यापेसिटेन्स (C) लाई बाइपास गर्दै, एनोडबाट क्याथोडमा सीमित शन्ट प्रतिरोध (Rsh) मार्फत सानो चुहावट प्रवाह बग्छ। जब क्यापेसिटरबाट प्रवाह बगिरहेको हुन्छ, पिन, फोइलहरू, र डाइइलेक्ट्रिक पूर्ण रूपमा सञ्चालन हुँदैनन् र क्यापेसिटेन्ससँग श्रृंखलामा समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) हुन्छ। अन्तमा, क्यापेसिटरले चुम्बकीय क्षेत्रमा केही ऊर्जा भण्डारण गर्छ, त्यसैले क्यापेसिटेन्स र ESR सँग श्रृंखलामा समतुल्य श्रृंखला इन्डक्टन्स (ESL) हुन्छ।
चित्र ४: जेनेरिक क्यापेसिटरको समतुल्य सर्किट। क्यापेसिटर भनेकोधेरै गैर-आदर्श तत्वहरू मिलेर बनेको, जसमा डाइलेक्ट्रिक क्यापेसिटन्स (C), क्यापेसिटरलाई बाइपास गर्ने डाइलेक्ट्रिक मार्फत गैर-असीमित शन्ट प्रतिरोध, श्रृंखला प्रतिरोध (ESR), र श्रृंखला इन्डक्टन्स (ESL) समावेश छन्।
क्यापेसिटर जस्तो साधारण देखिने कम्पोनेन्टमा पनि, धेरै तत्वहरू छन् जुन असफल वा घट्न सक्छन्। यी प्रत्येक तत्वले AC र DC दुवै पक्षमा इन्भर्टरको व्यवहारलाई असर गर्न सक्छ। PV टर्मिनलहरूमा प्रस्तुत गरिएको भोल्टेज रिपलमा गैर-आदर्श क्यापेसिटर कम्पोनेन्टहरूको गिरावटको प्रभाव निर्धारण गर्न, SPICE प्रयोग गरेर PWM युनिपोलर H-ब्रिज इन्भर्टर (चित्र २) सिमुलेट गरिएको थियो। फिल्टर क्यापेसिटर र इन्डक्टरहरू क्रमशः २५०µF र २०mH मा राखिएका छन्। IGBT हरूको लागि SPICE मोडेलहरू पेट्री एट अलको कामबाट लिइएको हो। IGBT स्विचहरूलाई नियन्त्रण गर्ने PWM सिग्नल क्रमशः उच्च र निम्न-पक्ष IGBT स्विचहरूको लागि तुलनाकर्ता र उल्टाउने तुलनाकर्ता सर्किटद्वारा निर्धारण गरिन्छ। PWM नियन्त्रणहरूको लागि इनपुट 9.5V, 60Hz साइन क्यारियर वेभ र 10V, 10kHz त्रिकोणीय तरंग हो।
- CRE समाधान
CRE एक उच्च-प्रविधि उद्यम हो जुन फिल्म क्यापेसिटरहरूको उत्पादनमा विशेषज्ञता राख्छ, जसले पावर इलेक्ट्रोनिक्सको प्रयोगमा ध्यान केन्द्रित गर्दछ।
CRE ले PV इन्भर्टरको लागि फिल्म क्यापेसिटर श्रृंखलाको परिपक्व समाधान प्रदान गर्दछ जसमा DC-लिङ्क, AC-फिल्टर र स्नबर समावेश छन्।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-०१-२०२३
