Penyongsang tergolong dalam kumpulan besar penukar statik, yang termasuk kebanyakan hari ini's peranti mampu“menukar”parameter elektrik dalam input, seperti voltan dan frekuensi, supaya menghasilkan output yang serasi dengan keperluan beban.

Secara umumnya, penyongsang ialah peranti yang mampu menukar arus terus kepada arus ulang alik dan agak biasa dalam aplikasi automasi industri dan pemacu elektrik.Seni bina dan reka bentuk jenis penyongsang yang berbeza berubah mengikut setiap aplikasi tertentu, walaupun teras tujuan utamanya adalah sama (penukaran DC ke AC).

1. Penyongsang Kendiri dan Bersambung Grid

Penyongsang yang digunakan dalam aplikasi fotovoltaik mengikut sejarah dibahagikan kepada dua kategori utama:

:Penyongsang kendiri

:Penyongsang bersambung grid

Penyongsang kendiri adalah untuk aplikasi di mana loji PV tidak disambungkan ke rangkaian pengagihan tenaga utama.Penyongsang mampu membekalkan tenaga elektrik kepada beban yang disambungkan, memastikan kestabilan parameter elektrik utama (voltan dan frekuensi).Ini memastikan mereka berada dalam had yang dipratentukan, mampu menahan situasi beban berlebihan sementara.Dalam keadaan ini, penyongsang digandingkan dengan sistem penyimpanan bateri untuk memastikan bekalan tenaga yang konsisten.

Penyongsang yang disambungkan grid, sebaliknya, dapat menyegerakkan dengan grid elektrik yang disambungkan kerana, dalam kes ini, voltan dan frekuensi adalah“dikenakan”oleh grid utama.Penyongsang ini mesti boleh memutuskan sambungan jika grid utama gagal untuk mengelakkan sebarang kemungkinan bekalan terbalik grid utama, yang boleh mewakili bahaya yang serius.

Rajah 1 - Contoh sistem Kendiri dan sistem bersambung Grid.Imej ihsan dari Biblus.

2.Apakah Peranan Kapasitor Bas

Tujuan penyongsang adalah untuk mengubah voltan bentuk gelombang DC kepada isyarat AC untuk menyuntik kuasa ke dalam beban (cth. grid kuasa) pada frekuensi tertentu dan dengan sudut fasa yang kecil (φ ≈0).Satu litar dipermudah untuk satu fasa unipolar Pulse-Width Modulation (PWM) ditunjukkan dalam Rajah2 (skim umum yang sama boleh dilanjutkan kepada sistem tiga fasa).Dalam skema ini, sistem PV, bertindak sebagai sumber voltan DC dengan beberapa kearuhan sumber, dibentuk menjadi isyarat AC melalui empat suis IGBT selari dengan diod roda bebas.Suis ini dikawal di pintu pagar melalui isyarat PWM, yang biasanya keluaran IC yang membandingkan gelombang pembawa (biasanya gelombang sinus frekuensi keluaran yang diingini) dan gelombang rujukan pada frekuensi yang jauh lebih tinggi (biasanya gelombang segitiga pada 5-20kHz).Output IGBT dibentuk menjadi isyarat AC yang sesuai untuk digunakan atau suntikan grid melalui aplikasi pelbagai topologi penapis LC.

Dapatkan Sebut Harga

Rajah 2: Pulsed Width Modulation (PWM) fasa tunggalpersediaan penyongsang.Suis IGBT, bersama-sama dengan penapis keluaran LC, membentuk isyarat input DC menjadi isyarat AC yang boleh digunakan.Ini mendorong ariak voltan yang merosakkan merentasi terminal PV.Baskapasitor bersaiz untuk mengurangkan riak ini.

Operasi IGBT memperkenalkan voltan riak ke terminal tatasusunan PV.Riak ini memudaratkan operasi sistem PV, kerana voltan nominal yang digunakan pada terminal harus dipegang pada titik kuasa maksimum (MPP) lengkung IV untuk mengekstrak kuasa yang paling banyak.Riak voltan pada terminal PV akan mengayunkan kuasa yang diekstrak daripada sistem, mengakibatkan

output kuasa purata yang lebih rendah (Rajah 3).Sebuah kapasitor ditambah ke dalam bas untuk melicinkan riak voltan.

Rajah 3: Riak voltan yang diperkenalkan pada terminal PV oleh skema penyongsang PWM mengalihkan voltan yang dikenakan daripada titik kuasa maksimum (MPP) tatasusunan PV.Ini memperkenalkan riak dalam output kuasa tatasusunan supaya kuasa output purata lebih rendah daripada MPP nominal

Amplitud (puncak ke puncak) riak voltan ditentukan oleh frekuensi pensuisan, voltan PV, kapasitans bas, dan kearuhan penapis mengikut:

di mana:

VPV ialah voltan DC panel solar,

Cbus ialah kemuatan bagi kapasitor bas,

L ialah kearuhan bagi induktor penapis,

fPWM ialah frekuensi pensuisan.

Persamaan (1) digunakan untuk kapasitor ideal yang menghalang cas daripada mengalir melalui kapasitor semasa mengecas dan kemudian melepaskan tenaga yang terletak dalam medan elektrik tanpa rintangan.Pada hakikatnya, tiada kapasitor yang sesuai (Rajah 4) tetapi terdiri daripada berbilang elemen.Sebagai tambahan kepada kapasitansi ideal, dielektrik tidak rintangan sempurna dan arus bocor kecil mengalir dari anod ke katod sepanjang rintangan shunt terhingga (Rsh), memintas kemuatan dielektrik (C).Apabila arus melalui kapasitor mengalir, pin, kerajang, dan dielektrik tidak mengalir dengan sempurna dan terdapat rintangan siri (ESR) yang setara secara bersiri dengan kapasitansi.Akhirnya, kapasitor menyimpan sedikit tenaga dalam medan magnet, jadi terdapat kearuhan siri setara (ESL) dalam siri dengan kapasitans dan ESR.

Rajah 4: Litar setara bagi kapasitor generik.Sebuah kapasitor ialahterdiri daripada banyak unsur bukan ideal, termasuk kemuatan dielektrik (C), rintangan shunt tidak terhingga melalui dielektrik yang memintas kapasitor, rintangan siri (ESR), dan kearuhan siri (ESL).

Walaupun dalam komponen yang kelihatan mudah seperti kapasitor, terdapat beberapa elemen yang boleh gagal atau merosot.Setiap elemen ini boleh menjejaskan kelakuan penyongsang, kedua-dua pada bahagian AC dan DC.Untuk menentukan kemerosotan kesan komponen kapasitor bukan ideal pada riak voltan yang diperkenalkan merentasi terminal PV, penyongsang jambatan H unipolar PWM (Rajah 2) telah disimulasikan menggunakan SPICE.Kapasitor penapis dan induktor dipegang pada 250μF dan 20mH, masing-masing.Model SPICE untuk IGBT diperoleh daripada kerja Petrie et al. Isyarat PWM, yang mengawal suis IGBT, ditentukan oleh litar pembanding dan penyongsang untuk suis IGBT sisi tinggi dan rendah, masing-masing.Input untuk kawalan PWM ialah gelombang pembawa sinus 9.5V, 60Hz dan gelombang segi tiga 10V, 10kHz.