Buinidh inverters do bhuidheann mhòr de luchd-tionndaidh statach, a tha a’ toirt a-steach mòran de na daoine an-diugh.'innealan comasach air“tionndadh"paramadairean dealain ann an cuir-a-steach, leithid bholtaids agus tricead, gus toradh a thoirt gu buil a tha co-chòrdail ri riatanasan an luchd.

San fharsaingeachd, is e innealan-tionndaidh innealan a tha comasach air sruth dhìreach a thionndadh gu sruth eile agus tha iad gu math cumanta ann an tagraidhean fèin-ghluasaid gnìomhachais agus draibhearan dealain. Bidh ailtireachd agus dealbhadh diofar sheòrsaichean inverter ag atharrachadh a rèir gach tagraidh sònraichte, eadhon ged a tha cridhe am prìomh adhbhair mar an ceudna (tionndadh DC gu AC).

1. Inverters Neo-eisimeileach agus Ceangailte ris a’ Ghriod

Tha inverters a thathas a’ cleachdadh ann an tagraidhean photovoltaic air an roinn ann an dà phrìomh roinn gu h-eachdraidheil:

:Inverters neo-eisimeileach

:Inverters ceangailte ris a’ ghriod

Tha inverters neo-eisimeileach airson nan tagraidhean far nach eil an ionad PV ceangailte ris a’ phrìomh lìonra cuairteachaidh lùtha. Tha an inverter comasach air lùth dealain a thoirt do na luchdan ceangailte, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd nam prìomh pharaimeatairean dealain (bholtaids agus tricead). Cumaidh seo iad taobh a-staigh chrìochan ro-mhìnichte, comasach air seasamh an aghaidh suidheachaidhean cus luchdaidh sealach. Anns an t-suidheachadh seo, tha an inverter ceangailte ri siostam stòraidh bataraidh gus solar lùtha cunbhalach a dhèanamh cinnteach.

Air an làimh eile, tha inverters ceangailte ris a’ ghriod comasach air sioncronachadh leis a’ ghriod dealain ris a bheil iad ceangailte oir, sa chùis seo, tha bholtadh agus tricead“air a chur an sàs"leis a’ phrìomh ghriod. Feumaidh na h-inverters seo a bhith comasach air dì-cheangal ma dh’ fhailicheas air a’ phrìomh ghriod gus casg a chuir air solar sam bith air ais bhon phrìomh ghriod, rud a dh’ fhaodadh a bhith na chunnart mòr.

Figear 1 - Eisimpleir de shiostam neo-eisimeileach agus siostam ceangailte ris a’ ghriod. Ìomhaigh le cead bho Biblus.

2. Dè an dreuchd a th’ aig comasair a’ bhus

Is e adhbhar inverter bholtaids tonn-chruth DC a thionndadh gu comharra AC gus cumhachd a thoirt a-steach do luchd (me an lìonra cumhachd) aig tricead sònraichte agus le ceàrn ìre beag (φ ≈0). Tha cuairt shìmplichte airson Mòdachadh Leud-Puis (PWM) aon-ìre aon-phòlach air a shealltainn ann am Figear2 (Faodar an aon sgeama choitcheann a leudachadh gu siostam trì ìrean). Anns an sgeama seo, tha siostam PV, ag obair mar thùs bholtaids DC le beagan ionduchtachd stòrais, air a chumadh gu bhith na chomharra AC tro cheithir suidsichean IGBT ann an co-shìnte ri diodes saor-chuibhle. Tha na suidsichean seo air an smachdachadh aig a’ gheata tro chomharra PWM, a tha mar as trice na thoradh bho IC a bhios a’ dèanamh coimeas eadar tonn giùlain (mar as trice tonn sine den tricead toraidh a tha thu ag iarraidh) agus tonn iomraidh aig tricead mòran nas àirde (mar as trice tonn triantan aig 5-20kHz). Tha toradh nan IGBTan air a chumadh gu bhith na chomharra AC a tha freagarrach airson a chleachdadh no stealladh griod tro bhith a’ cur an sàs diofar topologaidhean de shìoltachain LC.

Faigh luachan

Figear 2: Modhachadh Leud Pulsaichte (PWM) aon-ìresuidheachadh inneal-tionndaidh. Bidh na suidsichean IGBT, còmhla ri criathrag toraidh LC, a’ cruth-atharrachadh comharra cuir a-steach DC gu comharra AC a ghabhas cleachdadh. Bidh seo ag adhbhrachadhcrathadh bholtaids cronail thairis air na cinn-uidhe PV. Am busTha meud an comasair air a mheudachadh gus an tonn-crith seo a lughdachadh.

Bidh obrachadh nan IGBTan a’ toirt a-steach bholtaids ripple air ceann-uidhe an t-sreath PV. Tha an ripple seo cronail do obrachadh an t-siostam PV, leis gum bu chòir am bholtaids ainmichte a thèid a chur air na cinn-uidhe a chumail aig a’ phuing cumhachd as àirde (MPP) den lùb IV gus a’ chumhachd as motha a thoirt a-mach. Bidh ripple bholtaids air na cinn-uidhe PV a’ crathadh a’ chumhachd a thèid a thoirt a-mach às an t-siostam, agus mar thoradh air sin bidh

toradh cumhachd cuibheasach nas ìsle (Figear 3). Tha comasair air a chur ris a’ bhus gus an tonn bholtaids a dhèanamh rèidh.

Figear 3: Bidh crathadh bholtaids a thèid a thoirt a-steach do na cinn-uidhe PV leis an sgeama inverter PWM a’ gluasad a’ bholtaids a chaidh a chur an sàs far a’ phuing cumhachd as àirde (MPP) den raon PV. Bidh seo a’ toirt a-steach crathadh ann an toradh cumhachd an t-sreath gus am bi an cumhachd toraidh cuibheasach nas ìsle na an MPP ainmichte.

Tha meud (bho mhullach gu mullach) an ripple bholtaids air a dhearbhadh leis an tricead suidse, bholtaids PV, comas bus, agus ionduchtachd sìoltachain a rèir:

càite:

Is e VPV bholtadh DC a’ phannail grèine,

Is e Cbus comas comasair a’ bhus,

Is e L an ionduchtachd aig na h-ionductaran sìoltachain,

Is e fPWM an tricead suidse.

Tha co-aontar (1) a’ buntainn ri comasair air leth freagarrach a chuireas casg air cosgais bho bhith a’ sruthadh tron chomasair rè cosgais agus an uairsin a’ leigeil ma sgaoil an lùth a tha suidhichte anns an raon dealain gun strì an aghaidh. Ann an da-rìribh, chan eil comasair sam bith air leth freagarrach (Figear 4) ach tha e air a dhèanamh suas de iomadh eileamaid. A bharrachd air a’ chomas air leth freagarrach, chan eil an dielectric gu tur an aghaidh agus tha sruth beag aodion a’ sruthadh bhon anod chun chatod air feadh strì shunt crìochnaichte (Rsh), a’ seachnadh a’ chomas dielectric (C). Nuair a bhios sruth tron chomasair a’ sruthadh, chan eil na prìnichean, na foilichean, agus an dielectric a’ giùlan gu foirfe agus tha strì sreath co-ionann (ESR) ann an sreath leis a’ chomas. Mu dheireadh, bidh an comasair a’ stòradh beagan lùth anns an raon magnetach, agus mar sin tha inductance sreath co-ionann (ESL) ann an sreath leis a’ chomas agus ESR.

Figear 4: Cuairt cho-ionann de chomh-chomh ...air a dhèanamh suas de mhòran eileamaidean neo-ideal, a’ gabhail a-steach comas dielectric (C), strì an aghaidh shunt neo-chrìochnach tron dielectric a tha a’ seachnadh a’ chomasair, strì an aghaidh sreath (ESR), agus ionduchtachd sreath (ESL).

Fiù 's ann am pàirt cho sìmplidh ri capacitor, tha grunn eileamaidean ann a dh'fhaodas fàiligeadh no crìonadh. Faodaidh gach aon de na h-eileamaidean seo buaidh a thoirt air giùlan an inverter, an dà chuid air taobhan AC agus DC. Gus buaidh crìonadh phàirtean capacitor neo-iomchaidh air an tonn bholtaids a thèid a thoirt a-steach thairis air na cinn-uidhe PV a dhearbhadh, chaidh inverter drochaid-H aon-phòlach PWM (Figear 2) a shamhlachadh a' cleachdadh SPICE. Tha na capacitors sìoltachain agus na h-inductors air an cumail aig 250µF agus 20mH, fa leth. Tha na modailean SPICE airson na IGBTn air an toirt bho obair Petrie et al. Tha an comharra PWM, a bhios a’ cumail smachd air na suidsichean IGBT, air a dhearbhadh le coimeasair agus cuairt coimeasair inverting airson na suidsichean IGBT àrd is ìosal, fa leth. Is e tonn giùlain sine 9.5V, 60Hz agus tonn trì-cheàrnach 10V, 10kHz an cuir-a-steach airson na smachdan PWM.