ઇન્વર્ટર સ્ટેટિક કન્વર્ટરના મોટા જૂથના છે, જેમાં આજના ઘણા બધાનો સમાવેશ થાય છે's ઉપકરણો સક્ષમ છે"કન્વર્ટ કરો"ઇનપુટમાં વિદ્યુત પરિમાણો, જેમ કે વોલ્ટેજ અને આવર્તન, જેથી લોડની જરૂરિયાતો સાથે સુસંગત આઉટપુટ ઉત્પન્ન થાય.

સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ઇન્વર્ટર એ એવા ઉપકરણો છે જે પ્રત્યક્ષ પ્રવાહને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે અને તે ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન એપ્લિકેશન્સ અને ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ્સમાં એકદમ સામાન્ય છે.આર્કિટેક્ચર અને વિવિધ ઇન્વર્ટર પ્રકારોની ડિઝાઇન દરેક ચોક્કસ એપ્લિકેશન અનુસાર બદલાય છે, પછી ભલે તેનો મુખ્ય હેતુ એક જ હોય (DC થી AC રૂપાંતરણ).

1.સ્ટેન્ડઅલોન અને ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર

ફોટોવોલ્ટેઇક એપ્લીકેશનમાં વપરાતા ઇન્વર્ટરને ઐતિહાસિક રીતે બે મુખ્ય કેટેગરીમાં વહેંચવામાં આવ્યા છે:

:એકલ ઇન્વર્ટર

:ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઇન્વર્ટર

સ્ટેન્ડઅલોન ઇન્વર્ટર એ એપ્લીકેશન માટે છે જ્યાં પીવી પ્લાન્ટ મુખ્ય ઉર્જા વિતરણ નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ નથી.ઇન્વર્ટર મુખ્ય વિદ્યુત પરિમાણો (વોલ્ટેજ અને આવર્તન) ની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરીને, કનેક્ટેડ લોડ્સને વિદ્યુત ઊર્જા સપ્લાય કરવામાં સક્ષમ છે.આ તેમને પૂર્વવ્યાખ્યાયિત મર્યાદામાં રાખે છે, કામચલાઉ ઓવરલોડિંગ પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરવામાં સક્ષમ છે.આ સ્થિતિમાં, સતત ઊર્જા પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઇન્વર્ટરને બેટરી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ સાથે જોડવામાં આવે છે.

બીજી બાજુ, ગ્રીડ-જોડાયેલા ઇન્વર્ટર, વિદ્યુત ગ્રીડ સાથે સુમેળ કરવામાં સક્ષમ છે કે જેની સાથે તેઓ જોડાયેલા છે કારણ કે, આ કિસ્સામાં, વોલ્ટેજ અને આવર્તન"લાદવામાં આવેલ"મુખ્ય ગ્રીડ દ્વારા.મુખ્ય ગ્રીડના કોઈપણ સંભવિત રિવર્સ સપ્લાયને ટાળવા માટે જો મુખ્ય ગ્રીડ નિષ્ફળ જાય તો આ ઇન્વર્ટર ડિસ્કનેક્ટ કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ, જે ગંભીર જોખમનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે.

આકૃતિ 1 - એકલ સિસ્ટમ અને ગ્રીડ-કનેક્ટેડ સિસ્ટમનું ઉદાહરણ.Biblus ની છબી સૌજન્ય.

2.બસ કેપેસિટરની ભૂમિકા શું છે

ઇન્વર્ટરનો હેતુ DC વેવફોર્મ વોલ્ટેજને એસી સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવાનો છે જેથી આપેલ આવર્તન પર અને નાના તબક્કાના કોણ સાથે લોડ (દા.ત. પાવર ગ્રીડ) માં પાવર ઇન્જેક્ટ કરી શકાય.φ ≈0).સિંગલ ફેઝ યુનિપોલર પલ્સ-વિડ્થ મોડ્યુલેશન (PWM) માટે એક સરળ સર્કિટ આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યું છે.2 (સમાન સામાન્ય યોજનાને ત્રણ તબક્કાની સિસ્ટમમાં વિસ્તૃત કરી શકાય છે).આ યોજનામાં, અમુક સ્ત્રોત ઇન્ડક્ટન્સ સાથે ડીસી વોલ્ટેજ સ્ત્રોત તરીકે કામ કરતી PV સિસ્ટમને ફ્રીવ્હીલિંગ ડાયોડ્સ સાથે સમાંતર ચાર IGBT સ્વીચો દ્વારા AC સિગ્નલમાં આકાર આપવામાં આવે છે.આ સ્વીચો PWM સિગ્નલ દ્વારા ગેટ પર નિયંત્રિત થાય છે, જે સામાન્ય રીતે IC નું આઉટપુટ છે જે વાહક તરંગ (સામાન્ય રીતે ઇચ્છિત આઉટપુટ આવર્તનનું સાઈન વેવ) અને નોંધપાત્ર રીતે વધુ આવર્તન પર સંદર્ભ તરંગ (સામાન્ય રીતે ત્રિકોણ તરંગ) ની તુલના કરે છે. 5-20kHz પર).IGBTs નું આઉટપુટ એલસી ફિલ્ટરની વિવિધ ટોપોલોજીના ઉપયોગ દ્વારા ઉપયોગ અથવા ગ્રીડ ઇન્જેક્શન માટે યોગ્ય AC સિગ્નલમાં આકાર આપવામાં આવે છે.

ભાવ મેળવો

આકૃતિ 2: પલ્સ્ડ વિડ્થ મોડ્યુલેશન (PWM) સિંગલ-ફેઝઇન્વર્ટર સેટઅપ.IGBT સ્વીચો, LC આઉટપુટ ફિલ્ટર સાથે, DC ઇનપુટ સિગ્નલને ઉપયોગી એસી સિગ્નલમાં આકાર આપે છે.આ પ્રેરિત કરે છે aપીવી ટર્મિનલ્સ પર હાનિકારક વોલ્ટેજની લહેર.બસઆ લહેર ઘટાડવા માટે કેપેસિટરનું કદ છે.

IGBTs ની કામગીરી PV એરેના ટર્મિનલ પર લહેર વોલ્ટેજ રજૂ કરે છે.આ લહેર PV સિસ્ટમના સંચાલન માટે હાનિકારક છે, કારણ કે ટર્મિનલ્સ પર લાગુ નજીવો વોલ્ટેજ સૌથી વધુ શક્તિ મેળવવા માટે IV વળાંકના મહત્તમ પાવર પોઈન્ટ (MPP) પર હોવો જોઈએ.પીવી ટર્મિનલ્સ પર વોલ્ટેજની લહેર સિસ્ટમમાંથી કાઢવામાં આવેલી શક્તિને ઓસીલેટ કરશે, પરિણામે

નીચું સરેરાશ પાવર આઉટપુટ (આકૃતિ 3).વોલ્ટેજ રિપલને સરળ બનાવવા માટે બસમાં કેપેસિટર ઉમેરવામાં આવે છે.

આકૃતિ 3: PWM ઇન્વર્ટર સ્કીમ દ્વારા PV ટર્મિનલ્સ પર રજૂ કરાયેલ વોલ્ટેજ લહેરિયાં PV એરેના મહત્તમ પાવર પોઈન્ટ (MPP) પરથી લાગુ વોલ્ટેજને શિફ્ટ કરે છે.આ એરેના પાવર આઉટપુટમાં લહેર રજૂ કરે છે જેથી સરેરાશ આઉટપુટ પાવર નજીવા MPP કરતા ઓછો હોય

વોલ્ટેજ રિપલનું કંપનવિસ્તાર (શિખરથી શિખર) સ્વિચિંગ આવર્તન, પીવી વોલ્ટેજ, બસ કેપેસીટન્સ અને ફિલ્ટર ઇન્ડક્ટન્સ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

ક્યાં:

VPV એ સૌર પેનલ ડીસી વોલ્ટેજ છે,

Cbus એ બસ કેપેસિટરની ક્ષમતા છે,

L એ ફિલ્ટર ઇન્ડક્ટર્સનું ઇન્ડક્ટન્સ છે,

fPWM એ સ્વિચિંગ આવર્તન છે.

સમીકરણ (1) એક આદર્શ કેપેસિટરને લાગુ પડે છે જે ચાર્જિંગ દરમિયાન ચાર્જને કેપેસિટરમાંથી વહેતા અટકાવે છે અને પછી વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં સ્થિત ઊર્જાને કોઈ પ્રતિકાર વિના વિસર્જિત કરે છે.વાસ્તવમાં, કોઈપણ કેપેસિટર આદર્શ નથી (આકૃતિ 4) પરંતુ તે બહુવિધ તત્વોથી બનેલું છે.આદર્શ કેપેસીટન્સ ઉપરાંત, ડાઇલેક્ટ્રિક સંપૂર્ણપણે પ્રતિરોધક નથી અને એક નાનો લિકેજ પ્રવાહ એનોડથી કેથોડ તરફ મર્યાદિત શંટ પ્રતિકાર (Rsh) સાથે વહે છે, જે ડાઇલેક્ટ્રિક કેપેસીટન્સ (C) ને બાયપાસ કરે છે.જ્યારે કેપેસિટર દ્વારા પ્રવાહ વહેતો હોય છે, ત્યારે પિન, ફોઇલ્સ અને ડાઇલેક્ટ્રિક સંપૂર્ણ રીતે વહન કરતા નથી અને કેપેસીટન્સ સાથે શ્રેણીમાં સમકક્ષ શ્રેણી પ્રતિકાર (ESR) હોય છે.છેલ્લે, કેપેસિટર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થોડી ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે, તેથી કેપેસીટન્સ અને ESR સાથે શ્રેણીમાં સમકક્ષ શ્રેણી ઇન્ડક્ટન્સ (ESL) છે.

આકૃતિ 4: સામાન્ય કેપેસિટરનું સમકક્ષ સર્કિટ.કેપેસિટર છેડાઇલેક્ટ્રિક કેપેસીટન્સ (C), કેપેસિટર, સીરીઝ રેઝિસ્ટન્સ (ESR) અને સીરીઝ ઇન્ડક્ટન્સ (ESL) ને બાયપાસ કરતા ડાઇલેક્ટ્રિક દ્વારા બિન-અનંત શંટ પ્રતિકાર સહિત ઘણા બિન-આદર્શ તત્વોથી બનેલું છે.

કેપેસિટર જેવા સરળ લાગતા ઘટકમાં પણ, એવા બહુવિધ તત્વો અસ્તિત્વમાં છે જે નિષ્ફળ અથવા અધોગતિ કરી શકે છે.આમાંના દરેક તત્વો એસી અને ડીસી બંને બાજુએ, ઇન્વર્ટરના વર્તનને અસર કરી શકે છે.બિન-આદર્શ કેપેસિટર ઘટકોના અધોગતિની અસર PV ટર્મિનલ્સમાં રજૂ કરાયેલા વોલ્ટેજ રિપલ પર છે તે નક્કી કરવા માટે, SPICE નો ઉપયોગ કરીને PWM યુનિપોલર એચ-બ્રિજ ઇન્વર્ટર (આકૃતિ 2) નું અનુકરણ કરવામાં આવ્યું હતું.ફિલ્ટર કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર અનુક્રમે 250µF અને 20mH પર રાખવામાં આવે છે.IGBTs માટેના SPICE મોડલ્સ પેટ્રી એટ અલના કામ પરથી લેવામાં આવ્યા છે. PWM સિગ્નલ, જે IGBT સ્વીચોને નિયંત્રિત કરે છે, તે અનુક્રમે ઉચ્ચ અને નીચી બાજુના IGBT સ્વીચો માટે તુલનાકાર અને ઇન્વર્ટિંગ કમ્પેરેટર સર્કિટ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.PWM નિયંત્રણો માટેનું ઇનપુટ 9.5V, 60Hz સાઈન કેરિયર વેવ અને 10V, 10kHz ત્રિકોણાકાર તરંગ છે.