Inverters ni ya kundi kubwa la waongofu tuli, ambao ni pamoja na wengi wa leo's vifaa vinavyoweza"kubadilisha”vigezo vya umeme katika pembejeo, kama vile voltage na frequency, ili kutoa pato linaloendana na mahitaji ya mzigo.

Kwa ujumla, vibadilishaji vigeuzi ni vifaa vinavyoweza kubadilisha mkondo wa moja kwa moja kuwa wa sasa mbadala na ni kawaida kabisa katika programu za kiotomatiki za viwandani na viendeshi vya umeme.Usanifu na muundo wa aina tofauti za inverter hubadilika kulingana na kila programu maalum, hata ikiwa msingi wa kusudi lao kuu ni sawa (uongofu wa DC hadi AC).

1.Vigeuzi Vigeuzi vya Kujitegemea na Vilivyounganishwa na Gridi

Vigeuzi vinavyotumika katika utumizi wa picha za voltaic vimegawanywa kihistoria katika makundi mawili makuu:

:Inverters za kujitegemea

:Inverters zilizounganishwa na gridi ya taifa

Vigeuzi vilivyojitegemea ni vya programu ambazo mtambo wa PV haujaunganishwa kwenye mtandao mkuu wa usambazaji wa nishati.Inverter ina uwezo wa kusambaza nishati ya umeme kwa mizigo iliyounganishwa, kuhakikisha utulivu wa vigezo kuu vya umeme (voltage na mzunguko).Hii inaziweka ndani ya mipaka iliyoainishwa awali, kuweza kuhimili hali za upakiaji wa muda mfupi.Katika hali hii, inverter inaunganishwa na mfumo wa kuhifadhi betri ili kuhakikisha ugavi thabiti wa nishati.

Inverters zilizounganishwa na gridi ya taifa, kwa upande mwingine, zina uwezo wa kusawazisha na gridi ya umeme ambayo wameunganishwa kwa sababu, katika kesi hii, voltage na frequency ni."zilizowekwa”kwa gridi kuu.Inverters hizi lazima ziwe na uwezo wa kukatwa ikiwa gridi kuu itashindwa ili kuzuia usambazaji wowote unaowezekana wa gridi kuu, ambayo inaweza kuwakilisha hatari kubwa.

Kielelezo 1 - Mfano wa Mfumo wa Kujitegemea na Mfumo uliounganishwa na Gridi.Picha kwa hisani ya Biblus.

2.Nini Jukumu la Capacitor ya Basi

Madhumuni ya kibadilishaji nguvu ni kubadilisha voltage ya mawimbi ya DC kuwa ishara ya AC ili kuingiza nguvu kwenye mzigo (kwa mfano, gridi ya umeme) kwa mzunguko fulani na kwa pembe ndogo ya awamu (φ ≈0).Saketi iliyorahisishwa kwa awamu moja ya Kurekebisha Upana wa Pulse-Upana (PWM) imeonyeshwa kwenye Kielelezo.2 (mpango huo wa jumla unaweza kupanuliwa kwa mfumo wa awamu tatu).Katika mpangilio huu, mfumo wa PV, unaofanya kazi kama chanzo cha volteji ya DC na uingizaji wa chanzo fulani, umeundwa kuwa mawimbi ya AC kupitia swichi nne za IGBT sambamba na diodi za magurudumu huru.Swichi hizi hudhibitiwa langoni kupitia mawimbi ya PWM, ambayo kwa kawaida ni matokeo ya IC ambayo inalinganisha wimbi la mtoa huduma (kawaida ni wimbi la sine la masafa ya pato linalotakikana) na wimbi la rejeleo kwa masafa ya juu zaidi (kawaida ni wimbi la pembetatu). kwa 5-20 kHz).Matokeo ya IGBT yameundwa kuwa mawimbi ya AC yanafaa kwa matumizi au sindano ya gridi ya taifa kupitia utumizi wa topolojia mbalimbali za vichujio vya LC.

Pata Nukuu

Kielelezo cha 2: Urekebishaji wa Upana wa Pulsed (PWM) awamu mojakuanzisha inverter.Swichi za IGBT, pamoja na kichujio cha pato cha LC, hutengeneza mawimbi ya ingizo ya DC kuwa mawimbi ya AC inayoweza kutumika.Hii inasababisha amripuko wa volti mbaya kwenye vituo vya PV.Basicapacitor ni saizi ili kupunguza ripple hii.

Uendeshaji wa IGBTs huanzisha volteji ya ripple kwenye terminal ya safu ya PV.Ripple hii ni mbaya kwa uendeshaji wa mfumo wa PV, kwa kuwa voltage ya kawaida inayotumika kwenye vituo inapaswa kushikiliwa kwenye sehemu ya juu ya nguvu (MPP) ya curve ya IV ili kutoa nguvu nyingi zaidi.Wimbo wa volti kwenye vituo vya PV utazungusha nishati inayotolewa kutoka kwa mfumo, hivyo kusababisha

pato la chini la wastani la nguvu (Mchoro 3).Capacitor huongezwa kwenye basi ili kulainisha ripple ya voltage.

Kielelezo cha 3: Ripple ya volti iliyoletwa kwenye vituo vya PV na mpango wa kibadilishaji cha PWM huhamisha volteji inayotumika kutoka kwenye sehemu ya juu zaidi ya nishati (MPP) ya safu ya PV.Hii inatanguliza ripple katika utoaji wa nguvu wa safu ili wastani wa pato uwe chini kuliko MPP ya kawaida.

Amplitude (kilele hadi kilele) ya ripple voltage imedhamiriwa na frequency byte, PV voltage, capacitance basi, na inductance filter kulingana na:

wapi:

VPV ni paneli ya jua ya DC voltage,

Cbus ni uwezo wa capacitor ya basi,

L ni inductance ya inductors ya chujio,

fPWM ni mzunguko wa kubadili.

Mlinganyo (1) hutumika kwa kapacitor bora ambayo huzuia chaji kupita kupitia capacitor wakati wa kuchaji na kisha kutoa nishati iliyo kwenye uwanja wa umeme bila upinzani.Kwa kweli, hakuna capacitor ni bora (Kielelezo 4) lakini inajumuisha vipengele vingi.Mbali na uwezo bora, dielectri haina kupinga kikamilifu na uvujaji mdogo wa sasa unapita kutoka anode hadi cathode pamoja na upinzani wa shunt wa mwisho (Rsh), ukipita uwezo wa dielectric (C).Wakati sasa kupitia capacitor inapita, pini, foil, na dielectric hazifanyiki kikamilifu na kuna upinzani sawa wa mfululizo (ESR) katika mfululizo na capacitance.Hatimaye, capacitor haihifadhi baadhi ya nishati katika uga wa sumaku, kwa hivyo kuna inductance sawa ya mfululizo (ESL) katika mfululizo na capacitance na ESR.

Kielelezo 4: Mzunguko sawa wa capacitor ya jumla.Capacitor nilinajumuisha vipengele vingi visivyofaa, ikiwa ni pamoja na uwezo wa dielectric (C), upinzani usio na kipimo wa shunt kupitia dielectri inayopita capacitor, upinzani wa mfululizo (ESR), na inductance ya mfululizo (ESL).

Hata katika sehemu inayoonekana kuwa rahisi kama capacitor, kuna vipengele vingi ambavyo vinaweza kushindwa au kuharibu.Kila moja ya vipengele hivi vinaweza kuathiri tabia ya inverter, wote kwenye pande za AC na DC.Ili kubaini athari ya uharibifu wa vipengee vya capacitor visivyo bora vilivyo kwenye ripple ya voltage iliyoletwa kwenye vituo vya PV, kibadilishaji kibadilishaji cha daraja la PWM cha unipolar H (Kielelezo 2) kiliigwa kwa kutumia SPICE.Vipashio vya kichujio na viindukta hushikiliwa kwa 250µF na 20mH, mtawalia.Miundo ya SPICE ya IGBTs inatokana na kazi ya Petrie et al. Ishara ya PWM, ambayo inadhibiti swichi za IGBT, imedhamiriwa na kilinganishi na mzunguko wa kilinganishi cha inverting kwa swichi za juu na za chini za IGBT, mtawalia.Ingizo la vidhibiti vya PWM ni mawimbi ya 9.5V, 60Hz sine carrier na 10V, 10kHz wimbi la pembetatu.