इनवर्टर स्टैटिक कन्वर्टर्स के एक बड़े समूह से संबंधित हैं, जिनमें आज के कई कन्वर्टर्स शामिल हैं'के उपकरण सक्षम हैं“बदलना”इनपुट में विद्युत पैरामीटर, जैसे वोल्टेज और आवृत्ति, ताकि एक आउटपुट उत्पन्न किया जा सके जो लोड की आवश्यकताओं के अनुकूल हो।

सामान्यतया, इनवर्टर ऐसे उपकरण हैं जो प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करने में सक्षम हैं और औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों और इलेक्ट्रिक ड्राइव में काफी आम हैं।विभिन्न इन्वर्टर प्रकारों की वास्तुकला और डिज़ाइन प्रत्येक विशिष्ट अनुप्रयोग के अनुसार बदलते हैं, भले ही उनके मुख्य उद्देश्य का मूल एक ही हो (डीसी से एसी रूपांतरण)।

1.स्टैंडअलोन और ग्रिड-कनेक्टेड इनवर्टर

फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले इनवर्टर को ऐतिहासिक रूप से दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है:

:स्टैंडअलोन इनवर्टर

:ग्रिड से जुड़े इनवर्टर

स्टैंडअलोन इनवर्टर उन अनुप्रयोगों के लिए हैं जहां पीवी प्लांट मुख्य ऊर्जा वितरण नेटवर्क से जुड़ा नहीं है।इन्वर्टर मुख्य विद्युत मापदंडों (वोल्टेज और आवृत्ति) की स्थिरता सुनिश्चित करते हुए, जुड़े हुए भारों को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करने में सक्षम है।यह उन्हें पूर्वनिर्धारित सीमा के भीतर रखता है, अस्थायी ओवरलोडिंग स्थितियों का सामना करने में सक्षम बनाता है।इस स्थिति में, निरंतर ऊर्जा आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए इन्वर्टर को बैटरी भंडारण प्रणाली के साथ जोड़ा जाता है।

दूसरी ओर, ग्रिड से जुड़े इनवर्टर, विद्युत ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ करने में सक्षम होते हैं जिससे वे जुड़े हुए हैं, क्योंकि इस मामले में, वोल्टेज और आवृत्ति भिन्न होती हैं।“थोपा”मुख्य ग्रिड द्वारा.मुख्य ग्रिड के विफल होने पर इन इनवर्टर को डिस्कनेक्ट करने में सक्षम होना चाहिए ताकि मुख्य ग्रिड की किसी भी संभावित रिवर्स सप्लाई से बचा जा सके, जो एक गंभीर खतरे का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

चित्र 1 - स्टैंडअलोन सिस्टम और ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम का उदाहरण।छवि बिब्लस के सौजन्य से।

2. बस कैपेसिटर की क्या भूमिका है?

इन्वर्टर का उद्देश्य एक डीसी वेवफॉर्म वोल्टेज को एक एसी सिग्नल में बदलना है ताकि किसी दिए गए आवृत्ति पर और एक छोटे चरण कोण के साथ लोड (जैसे पावर ग्रिड) में बिजली इंजेक्ट की जा सके।φ ≈0).एकल चरण एकध्रुवीय पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) के लिए एक सरलीकृत सर्किट चित्र में दिखाया गया है2 (उसी सामान्य योजना को तीन चरण प्रणाली तक बढ़ाया जा सकता है)।इस योजनाबद्ध में, एक पीवी प्रणाली, जो कुछ स्रोत अधिष्ठापन के साथ डीसी वोल्टेज स्रोत के रूप में कार्य करती है, को फ्रीव्हीलिंग डायोड के समानांतर चार आईजीबीटी स्विच के माध्यम से एक एसी सिग्नल में आकार दिया जाता है।इन स्विचों को पीडब्लूएम सिग्नल के माध्यम से गेट पर नियंत्रित किया जाता है, जो आम तौर पर एक आईसी का आउटपुट होता है जो एक वाहक तरंग (आमतौर पर वांछित आउटपुट आवृत्ति की एक साइन तरंग) और एक महत्वपूर्ण उच्च आवृत्ति पर एक संदर्भ तरंग (आमतौर पर एक त्रिकोण तरंग) की तुलना करता है 5-20kHz पर)।आईजीबीटी के आउटपुट को एलसी फिल्टर के विभिन्न टोपोलॉजी के अनुप्रयोग के माध्यम से उपयोग या ग्रिड इंजेक्शन के लिए उपयुक्त एसी सिग्नल में आकार दिया गया है।

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चित्र 2: स्पंदित चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) एकल-चरणइन्वर्टर सेटअप.आईजीबीटी स्विच, एलसी आउटपुट फिल्टर के साथ, डीसी इनपुट सिग्नल को प्रयोग करने योग्य एसी सिग्नल में आकार देते हैं।यह एक प्रेरित करता हैपीवी टर्मिनलों पर हानिकारक वोल्टेज तरंग।बसइस तरंग को कम करने के लिए संधारित्र का आकार निर्धारित किया जाता है।

आईजीबीटी का संचालन पीवी सरणी के टर्मिनल पर एक तरंग वोल्टेज पेश करता है।यह तरंग पीवी प्रणाली के संचालन के लिए हानिकारक है, क्योंकि टर्मिनलों पर लागू नाममात्र वोल्टेज को अधिकतम शक्ति निकालने के लिए IV वक्र के अधिकतम पावर बिंदु (एमपीपी) पर रखा जाना चाहिए।पीवी टर्मिनलों पर एक वोल्टेज तरंग सिस्टम से निकाली गई बिजली को दोलन करेगी, जिसके परिणामस्वरूप

कम औसत बिजली उत्पादन (चित्रा 3)।वोल्टेज तरंग को सुचारू करने के लिए बस में एक संधारित्र जोड़ा जाता है।

चित्र 3: पीडब्लूएम इन्वर्टर योजना द्वारा पीवी टर्मिनलों पर पेश की गई एक वोल्टेज तरंग, लागू वोल्टेज को पीवी सरणी के अधिकतम पावर पॉइंट (एमपीपी) से स्थानांतरित कर देती है।यह सरणी के पावर आउटपुट में एक तरंग का परिचय देता है ताकि औसत आउटपुट पावर नाममात्र एमपीपी से कम हो

वोल्टेज तरंग का आयाम (शिखर से शिखर तक) स्विचिंग आवृत्ति, पीवी वोल्टेज, बस कैपेसिटेंस और फिल्टर इंडक्शन के अनुसार निर्धारित होता है:

कहाँ:

वीपीवी सौर पैनल डीसी वोल्टेज है,

Cbus बस संधारित्र की धारिता है,

एल फ़िल्टर प्रेरकों का अधिष्ठापन है,

fPWM स्विचिंग आवृत्ति है।

समीकरण (1) एक आदर्श संधारित्र पर लागू होता है जो चार्जिंग के दौरान संधारित्र के माध्यम से चार्ज को प्रवाहित होने से रोकता है और फिर बिना किसी प्रतिरोध के विद्युत क्षेत्र में स्थित ऊर्जा का निर्वहन करता है।वास्तव में, कोई भी संधारित्र आदर्श नहीं है (चित्र 4) बल्कि कई तत्वों से बना है।आदर्श कैपेसिटेंस के अलावा, ढांकता हुआ पूरी तरह से प्रतिरोधी नहीं है और ढांकता हुआ कैपेसिटेंस (सी) को छोड़कर, एक परिमित शंट प्रतिरोध (आरएसएच) के साथ एनोड से कैथोड तक एक छोटा रिसाव प्रवाह प्रवाहित होता है।जब संधारित्र के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, तो पिन, फ़ॉइल और ढांकता हुआ पूरी तरह से संचालित नहीं होते हैं और कैपेसिटेंस के साथ श्रृंखला में एक समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) होता है।अंत में, संधारित्र चुंबकीय क्षेत्र में कुछ ऊर्जा संग्रहीत करता है, इसलिए समाई और ईएसआर के साथ श्रृंखला में एक समतुल्य श्रृंखला अधिष्ठापन (ईएसएल) होता है।

चित्र 4: एक सामान्य संधारित्र का समतुल्य सर्किट।एक संधारित्र हैढांकता हुआ कैपेसिटेंस (सी) सहित कई गैर-आदर्श तत्वों से बना है, ढांकता हुआ के माध्यम से एक गैर-अनंत शंट प्रतिरोध जो संधारित्र, श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर), और श्रृंखला अधिष्ठापन (ईएसएल) को बायपास करता है।

यहां तक कि संधारित्र जैसे सरल प्रतीत होने वाले घटक में भी कई तत्व मौजूद होते हैं जो विफल हो सकते हैं या ख़राब हो सकते हैं।इनमें से प्रत्येक तत्व एसी और डीसी दोनों तरफ इन्वर्टर के व्यवहार को प्रभावित कर सकता है।गैर-आदर्श संधारित्र घटकों के पीवी टर्मिनलों में पेश किए गए वोल्टेज तरंग पर पड़ने वाले प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, SPICE का उपयोग करके एक PWM एकध्रुवीय एच-ब्रिज इन्वर्टर (चित्र 2) का अनुकरण किया गया था।फिल्टर कैपेसिटर और इंडक्टर्स को क्रमशः 250μF और 20mH पर रखा जाता है।आईजीबीटी के लिए स्पाइस मॉडल पेट्री एट अल के काम से प्राप्त हुए हैं। पीडब्लूएम सिग्नल, जो आईजीबीटी स्विच को नियंत्रित करता है, क्रमशः उच्च और निम्न-साइड आईजीबीटी स्विच के लिए एक तुलनित्र और इनवर्टिंग तुलनित्र सर्किट द्वारा निर्धारित किया जाता है।PWM नियंत्रण के लिए इनपुट एक 9.5V, 60Hz साइन कैरियर तरंग और एक 10V, 10kHz त्रिकोणीय तरंग हैं।