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 kecil (φ ≈0). Litar ringkas untuk Modulasi Lebar Nadi (PWM) unipolar fasa tunggal ditunjukkan dalam Rajah2 (skema umum yang sama boleh dilanjutkan kepada sistem tiga fasa). Dalam skema ini, sistem PV, yang bertindak sebagai sumber voltan DC dengan beberapa induktans sumber, dibentuk menjadi isyarat AC melalui empat suis IGBT selari dengan diod freewheeling. Suis ini dikawal pada get melalui isyarat PWM, yang biasanya merupakan output IC yang membandingkan gelombang pembawa (biasanya gelombang sinus frekuensi output yang diingini) dan gelombang rujukan pada frekuensi yang jauh lebih tinggi (biasanya gelombang segi tiga pada 5-20kHz). Output IGBT dibentuk menjadi isyarat AC yang sesuai untuk kegunaan atau suntikan grid melalui aplikasi pelbagai topologi penapis LC.
Inverter tergolong dalam kumpulan besar penukar statik, yang merangkumi banyak penukar hari ini'peranti s yang mampu"tukar"parameter elektrik dalam input, seperti voltan dan frekuensi, supaya menghasilkan output yang serasi dengan keperluan beban.
Secara amnya, inverter ialah peranti yang mampu menukar arus terus kepada arus ulang-alik dan agak biasa dalam aplikasi automasi perindustrian dan pemacu elektrik. Seni bina dan reka bentuk jenis inverter yang berbeza berubah mengikut setiap aplikasi tertentu, walaupun teras tujuan utamanya adalah sama (penukaran DC kepada AC).
1. Inverter Berdiri Sendiri dan Bersambung Grid
Inverter yang digunakan dalam aplikasi fotovoltaik secara sejarahnya dibahagikan kepada dua kategori utama:
:Inverter kendiri
:Inverter yang disambungkan ke grid
Inverter kendiri adalah untuk aplikasi di mana loji PV tidak disambungkan ke rangkaian pengagihan tenaga utama. Inverter mampu membekalkan tenaga elektrik kepada beban yang disambungkan, memastikan kestabilan parameter elektrik utama (voltan dan frekuensi). Ini memastikan ia berada dalam had yang telah ditetapkan, mampu menahan situasi beban lampau sementara. Dalam situasi ini, inverter digandingkan dengan sistem storan bateri untuk memastikan bekalan tenaga yang konsisten.
Sebaliknya, inverter yang disambungkan ke grid dapat disegerakkan dengan grid elektrik yang disambungkan kerana, dalam kes ini, voltan dan frekuensi adalah"dikenakan"oleh grid utama. Inverter ini mesti boleh diputuskan sambungan jika grid utama gagal berfungsi untuk mengelakkan sebarang kemungkinan bekalan terbalik grid utama, yang boleh menimbulkan bahaya yang serius.
- Rajah 1 - Contoh sistem kendiri dan sistem bersambung Grid. Imej ihsan Biblus.
2. Apakah Peranan Kapasitor Bas
Rajah 2: Modulasi Lebar Berdenyut (PWM) fasa tunggalpersediaan inverter. Suis IGBT, bersama-sama dengan penapis output LC, membentuk isyarat input DC kepada isyarat AC yang boleh digunakan. Ini mendorongriak voltan yang merosakkan merentasi terminal PV. BasKapasitor disaizkan untuk mengurangkan riak ini.
Operasi IGBT memperkenalkan voltan riak ke terminal susunan PV. Riak ini merosakkan operasi sistem PV, kerana voltan nominal yang dikenakan pada terminal harus dikekalkan 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). Kapasitor ditambah pada bas untuk melancarkan riak voltan.
Rajah 3: Riak voltan yang diperkenalkan pada terminal PV oleh skema penyongsang PWM mengalihkan voltan yang dikenakan daripada titik kuasa maksimum (MPP) bagi susunan PV. Ini memperkenalkan riak dalam output kuasa susunan supaya kuasa output purata lebih rendah daripada MPP nominal
Amplitud (puncak ke puncak) riak voltan ditentukan oleh frekuensi pensuisan, voltan PV, kapasitans bas dan induktans penapis mengikut:
di mana:
VPV ialah voltan DC panel solar,
Cbus ialah kapasitans kapasitor bas,
L ialah induktans induktor penapis,
fPWM ialah frekuensi pensuisan.
Persamaan (1) terpakai kepada kapasitor ideal yang menghalang cas daripada mengalir melalui kapasitor semasa pengecasan dan kemudian menyahcas tenaga yang terletak di medan elektrik tanpa rintangan. Pada hakikatnya, tiada kapasitor yang ideal (Rajah 4) tetapi terdiri daripada pelbagai elemen. Selain kapasitans ideal, dielektrik tidak bersifat rintangan sempurna dan arus bocor kecil mengalir dari anod ke katod sepanjang rintangan shunt terhingga (Rsh), memintas kapasitans dielektrik (C). Apabila arus melalui kapasitor mengalir, pin, kerajang dan dielektrik tidak mengalir dengan sempurna dan terdapat rintangan siri setara (ESR) secara bersiri dengan kapasitans. Akhir sekali, kapasitor menyimpan sedikit tenaga dalam medan magnet, jadi terdapat induktans siri setara (ESL) secara bersiri dengan kapasitans dan ESR.
Rajah 4: Litar setara bagi kapasitor generik. Kapasitor ialahterdiri daripada banyak elemen bukan ideal, termasuk kapasitans dielektrik (C), rintangan pirau tak terhingga melalui dielektrik yang memintas kapasitor, rintangan siri (ESR), dan induktans siri (ESL).
Walaupun dalam komponen yang kelihatan mudah seperti kapasitor, terdapat pelbagai elemen yang boleh gagal atau rosak. Setiap elemen ini boleh mempengaruhi kelakuan inverter, baik pada sisi AC dan DC. Untuk menentukan kesan degradasi komponen kapasitor yang tidak ideal terhadap riak voltan yang diperkenalkan merentasi terminal PV, inverter jambatan-H unipolar PWM (Rajah 2) telah disimulasikan menggunakan SPICE. Kapasitor dan induktor penapis masing-masing dipegang pada 250µF dan 20mH. Model SPICE untuk IGBT diperoleh daripada hasil kerja Petrie et al. Isyarat PWM, yang mengawal suis IGBT, ditentukan oleh litar pembanding dan pembanding songsang untuk suis IGBT sisi tinggi dan rendah. Input untuk kawalan PWM ialah gelombang pembawa sinus 9.5V, 60Hz dan gelombang segi tiga 10V, 10kHz.
- Penyelesaian CRE
CRE ialah sebuah perusahaan berteknologi tinggi yang mengkhusus dalam pengeluaran kapasitor filem, yang memberi tumpuan kepada aplikasi elektrionik kuasa.
CRE menawarkan penyelesaian matang siri kapasitor filem untuk penyongsang PV yang termasuk pautan DC, penapis AC dan snubber.
Masa siaran: 01 Dis-2023