Invetiloj apartenas al granda grupo de senmovaj konvertiloj, kiuj inkluzivas multajn el hodiaŭ's aparatoj kapablaj al“konverti”elektraj parametroj en enigo, kiel tensio kaj frekvenco, por produkti eligon kongruan kun la postuloj de la ŝarĝo.

Ĝenerale parolante, invetiloj estas la aparatoj kapablaj je konvertado de kontinua kurento en alternan kurenton kaj estas sufiĉe oftaj en industriaj aŭtomatigaj aplikoj kaj elektraj veturadoj.La arkitekturo kaj la dezajno de malsamaj invettipoj ŝanĝiĝas laŭ ĉiu specifa apliko, eĉ se la kerno de ilia ĉefa celo estas la sama (DC al AC konvertiĝo).

1.Standalone kaj Reto-Konektita Invetiloj

Invetiloj uzitaj en fotovoltaecaj aplikoj estas historie dividitaj en du ĉefajn kategoriojn:

:Sendependaj invetiloj

:Reto-konektitaj invetiloj

Sendependaj invetiloj estas por la aplikoj kie la PV-fabriko ne estas konektita al la ĉefa energidistribua reto.La invetilo kapablas provizi elektran energion al la konektitaj ŝarĝoj, certigante la stabilecon de la ĉefaj elektraj parametroj (tensio kaj ofteco).Ĉi tio tenas ilin ene de antaŭdifinitaj limoj, kapablaj elteni provizorajn troŝarĝajn situaciojn.En ĉi tiu situacio, la invetilo estas kunligita kun bateria stokada sistemo por certigi konsekvencan energiprovizon.

Reto-konektitaj invetiloj, aliflanke, povas sinkronigi kun la elektra reto al kiu ili estas konektitaj ĉar, en ĉi tiu kazo, tensio kaj frekvenco estas“trudita”per la ĉefa krado.Tiuj invetiloj devas povi malkonekti se la ĉefreto malsukcesas por eviti ajnan eblan inversan provizon de la ĉefreto, kiu povus reprezenti gravan danĝeron.

Figuro 1 - Ekzemplo de Sendependa sistemo kaj Grid-konektita sistemo.Bildo ĝentileco de Biblus.

2.Kia estas la Rolo de la Busa Kondensilo

La celo de invetilo estas transformi DC-ondforman tension en AC-signalon por injekti potencon en ŝarĝon (ekz. la elektroreton) je antaŭfiksita frekvenco kaj kun malgranda fazperspektivo (φ ≈0).Simpligita cirkvito por unufaza unupolusa Pulse-Width Modulation (PWM) estas montrita en Figuro2 (la sama ĝenerala skemo povas esti etendita al trifaza sistemo).En tiu skemo, PV-sistemo, funkcianta kiel Dc-tensiofonto kun iom da fontinduktanco, estas formita en AC-signalon tra kvar IGBT-ŝaltiloj paralele kun liberradaj diodoj.Tiuj ŝaltiloj estas kontrolitaj ĉe la pordego tra PWM-signalo, kio estas tipe la produktaĵo de IC kiu komparas portantondon (kutime sinusondon de la dezirata produktfrekvenco) kaj referencan ondon ĉe signife pli alta frekvenco (tipe triangula ondo). je 5-20kHz).La produktado de la IGBToj estas formita en AC-signalon taŭgan por uzo aŭ krad-injekto per la apliko de diversaj topologioj de LC-filtriloj.

Akiru Citaĵon

Figuro 2: Pulsita Larĝa Modulado (PWM) unufazaagordo de invetilo.La IGBT-ŝaltiloj, kune kun LC-eliga filtrilo, formas la DC-enirsignalon en uzeblan AC-signalon.Tio induktas amalutila tensio ondeto trans la PV-terminaloj.La aŭtobusokondensilo estas grandeco por redukti ĉi tiun ondeton.

La operacio de la IGBT-oj enkondukas ondettension sur la terminalo de la PV-aro.Ĉi tiu ondeto estas malutila al la funkciado de la PV-sistemo, ĉar la nominala tensio aplikita al la terminaloj devus esti tenita ĉe la maksimuma potencopunkto (MPP) de la IV-kurbo por ĉerpi la plej grandan potencon.Tensia ondeto sur la PV-terminaloj oscilos la potencon eltiritan de la sistemo, rezultigante

pli malalta averaĝa potenco eligo (Figuro 3).Kondensilo estas aldonita sur la buson por glatigi la tensioondeton.

Figuro 3: Tensia ondeto enkondukita sur la PV-terminaloj per la PWM-invetilskemo ŝanĝas la aplikatan tension de la maksimuma potencopunkto (MPP) de la PV-aro.Tio lanĉas ondeton en la efekto de la aro tiel ke la meza eligopotenco estas pli malalta ol la nominala MPP

La amplitudo (pinto al pinto) de la tensioondeto estas determinita per la ŝanĝfrekvenco, PV-tensio, buskapacitanco, kaj filtrila induktanco laŭ:

kie:

VPV estas la suna panela DC-tensio,

Cbus estas la kapacitanco de la buskondensilo,

L estas la indukto de la filtrilaj induktoroj,

fPWM estas la ŝanĝfrekvenco.

Ekvacio (1) validas por ideala kondensilo kiu malhelpas ŝargon flui tra la kondensilo dum ŝargado kaj tiam eligas la energion situantan en la elektra kampo sen rezisto.En realeco, neniu kondensilo estas ideala (Figuro 4) sed estas kunmetita de multoblaj elementoj.Aldone al la ideala kapacitanco, la dielektriko ne estas perfekte rezistema kaj malgranda elflua kurento fluas de la anodo al katodo laŭ finhava ŝuntrezisto (Rsh), preterirante la dielektrikan kapacitancon (C).Kiam fluo tra la kondensilo fluas, la pingloj, folioj kaj dielektriko ne perfekte kondukas kaj ekzistas ekvivalenta seriorezisto (ESR) en serio kun la kapacitanco.Finfine, la kondensilo stokas iom da energio en la kampo, do ekzistas ekvivalenta seria indukto (ESL) en serio kun la kapacitanco kaj ESR.

Figuro 4: Ekvivalenta cirkvito de senmarka kondensilo.Kondensilo estaskunmetita de multaj ne-idealaj elementoj, inkluzive de dielektrika kapacitanco (C), ne-senfina ŝuntrezisto tra la dielektro kiu preteriras la kondensilon, serioreziston (ESR), kaj serioinduktancon (ESL).

Eĉ en komponento tiel ŝajne simpla kiel kondensilo, ekzistas multoblaj elementoj kiuj povas malsukcesi aŭ degradi.Ĉiu el ĉi tiuj elementoj povas influi la konduton de la invetilo, kaj sur la AC kaj DC-flankoj.Por determini la efikon de degenero de ne-idealaj kondensilkomponentoj sur la tensioondeto enkondukita trans la PV-terminaloj, PWM-unupolusa H-ponta inversilo (Figuro 2) estis simulita uzante SPICE.La filtrilaj kondensiloj kaj induktoroj estas tenitaj ĉe 250µF kaj 20mH, respektive.La SPICE-modeloj por la IGBT-oj estas derivitaj de la laboro de Petrie et al. La PWM-signalo, kiu kontrolas la IGBT-ŝaltilojn, estas determinita per komparilo kaj inversa komparacirkvito por la altaj kaj malalt-flankaj IGBT-ŝaltiloj, respektive.La enigo por la PWM-kontroloj estas 9.5V, 60Hz sinusporta ondo kaj 10V, 10kHz triangula ondo.