ఇన్వర్టర్లు స్టాటిక్ కన్వర్టర్ల పెద్ద సమూహానికి చెందినవి, వీటిలో నేటి అనేకం ఉన్నాయి'పరికరాలు చేయగలవు"మార్చు”లోడ్ యొక్క అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండే అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ వంటి ఇన్‌పుట్‌లోని విద్యుత్ పారామితులను ఉపయోగిస్తారు.

సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఇన్వర్టర్లు డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మార్చగల పరికరాలు మరియు పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ అప్లికేషన్‌లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌లలో చాలా సాధారణం. వివిధ రకాల ఇన్వర్టర్‌ల నిర్మాణం మరియు రూపకల్పన ప్రతి నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ ప్రకారం మారుతుంది, వాటి ప్రధాన ఉద్దేశ్యం ఒకేలా ఉన్నప్పటికీ (DC నుండి AC మార్పిడి).

1. స్వతంత్ర మరియు గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన ఇన్వర్టర్లు

ఫోటోవోల్టాయిక్ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించే ఇన్వర్టర్లు చారిత్రాత్మకంగా రెండు ప్రధాన వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి:

:స్వతంత్ర ఇన్వర్టర్లు

:గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన ఇన్వర్టర్లు

పివి ప్లాంట్ ప్రధాన శక్తి పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్ట్ చేయబడని అనువర్తనాల కోసం స్టాండ్అలోన్ ఇన్వర్టర్లు. ఇన్వర్టర్ కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్‌లకు విద్యుత్ శక్తిని సరఫరా చేయగలదు, ప్రధాన విద్యుత్ పారామితుల (వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ) స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. ఇది వాటిని ముందే నిర్వచించిన పరిమితుల్లో ఉంచుతుంది, తాత్కాలిక ఓవర్‌లోడింగ్ పరిస్థితులను తట్టుకోగలదు. ఈ పరిస్థితిలో, స్థిరమైన శక్తి సరఫరాను నిర్ధారించడానికి ఇన్వర్టర్ బ్యాటరీ నిల్వ వ్యవస్థతో జతచేయబడుతుంది.

మరోవైపు, గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన ఇన్వర్టర్లు అవి అనుసంధానించబడిన ఎలక్ట్రికల్ గ్రిడ్‌తో సమకాలీకరించగలవు ఎందుకంటే, ఈ సందర్భంలో, వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ"విధించబడిన”ప్రధాన గ్రిడ్ విఫలమైతే, ప్రధాన గ్రిడ్ యొక్క ఏదైనా రివర్స్ సరఫరాను నివారించడానికి ఈ ఇన్వర్టర్లు డిస్‌కనెక్ట్ చేయగలగాలి, ఇది తీవ్రమైన ప్రమాదాన్ని సూచిస్తుంది.

చిత్రం 1 - స్టాండ్అలోన్ సిస్టమ్ మరియు గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన సిస్టమ్ యొక్క ఉదాహరణ. చిత్రం బిబ్లస్ సౌజన్యంతో.

2.బస్ కెపాసిటర్ పాత్ర ఏమిటి?

ఇన్వర్టర్ యొక్క ఉద్దేశ్యం ఏమిటంటే, ఇచ్చిన ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద మరియు చిన్న దశ కోణంతో (ఉదా. పవర్ గ్రిడ్) లోడ్‌లోకి శక్తిని ఇంజెక్ట్ చేయడానికి DC వేవ్‌ఫార్మ్ వోల్టేజ్‌ను AC సిగ్నల్‌గా మార్చడం (φ ≈0). సింగిల్ ఫేజ్ యూనిపోలార్ పల్స్-వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (PWM) కోసం సరళీకృత సర్క్యూట్ చిత్రంలో చూపబడింది.2 (ఇదే సాధారణ పథకాన్ని మూడు దశల వ్యవస్థకు విస్తరించవచ్చు). ఈ స్కీమాటిక్‌లో, కొంత సోర్స్ ఇండక్టెన్స్‌తో DC వోల్టేజ్ సోర్స్‌గా పనిచేసే PV సిస్టమ్, ఫ్రీవీలింగ్ డయోడ్‌లతో సమాంతరంగా నాలుగు IGBT స్విచ్‌ల ద్వారా AC సిగ్నల్‌గా ఆకృతి చేయబడుతుంది. ఈ స్విచ్‌లు గేట్ వద్ద PWM సిగ్నల్ ద్వారా నియంత్రించబడతాయి, ఇది సాధారణంగా క్యారియర్ వేవ్ (సాధారణంగా కావలసిన అవుట్‌పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క సైన్ వేవ్) మరియు గణనీయంగా ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద రిఫరెన్స్ వేవ్ (సాధారణంగా 5-20kHz వద్ద ట్రయాంగిల్ వేవ్)ను పోల్చే IC యొక్క అవుట్‌పుట్. IGBTల అవుట్‌పుట్ LC ఫిల్టర్‌ల యొక్క వివిధ టోపోలాజీలను ఉపయోగించడం ద్వారా ఉపయోగం లేదా గ్రిడ్ ఇంజెక్షన్‌కు అనువైన AC సిగ్నల్‌గా ఆకృతి చేయబడుతుంది.

కోట్ పొందండి

చిత్రం 2: పల్స్డ్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (PWM) సింగిల్-ఫేజ్ఇన్వర్టర్ సెటప్. IGBT స్విచ్‌లు, LC అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్‌తో పాటు, DC ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్‌ను ఉపయోగించగల AC సిగ్నల్‌గా రూపొందిస్తాయి. ఇది ప్రేరేపిస్తుంది aPV టెర్మినల్స్ అంతటా హానికరమైన వోల్టేజ్ అలలు. బస్సుఈ అలలను తగ్గించడానికి కెపాసిటర్ పరిమాణంలో ఉంటుంది.

IGBTల ఆపరేషన్ PV శ్రేణి యొక్క టెర్మినల్‌పై రిపుల్ వోల్టేజ్‌ను పరిచయం చేస్తుంది. ఈ రిపుల్ PV వ్యవస్థ యొక్క ఆపరేషన్‌కు హానికరం, ఎందుకంటే టెర్మినల్‌లకు వర్తించే నామమాత్రపు వోల్టేజ్ అత్యధిక శక్తిని సంగ్రహించడానికి IV వక్రరేఖ యొక్క గరిష్ట పవర్ పాయింట్ (MPP) వద్ద ఉంచబడాలి. PV టెర్మినల్‌లపై వోల్టేజ్ రిపుల్ సిస్టమ్ నుండి సేకరించిన శక్తిని డోలనం చేస్తుంది, ఫలితంగా

తక్కువ సగటు విద్యుత్ ఉత్పత్తి (చిత్రం 3). వోల్టేజ్ అలలను సున్నితంగా చేయడానికి బస్సుపై ఒక కెపాసిటర్ జోడించబడుతుంది.

చిత్రం 3: PWM ఇన్వర్టర్ పథకం ద్వారా PV టెర్మినల్స్‌పై ప్రవేశపెట్టబడిన వోల్టేజ్ రిపుల్, PV శ్రేణి యొక్క గరిష్ట పవర్ పాయింట్ (MPP) నుండి అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ను మారుస్తుంది. ఇది శ్రేణి యొక్క పవర్ అవుట్‌పుట్‌లో రిపుల్‌ను పరిచయం చేస్తుంది, తద్వారా సగటు అవుట్‌పుట్ పవర్ నామమాత్రపు MPP కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ రిపుల్ యొక్క వ్యాప్తి (పీక్ నుండి పీక్) స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ, PV వోల్టేజ్, బస్ కెపాసిటెన్స్ మరియు ఫిల్టర్ ఇండక్టెన్స్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

ఎక్కడ:

VPV అనేది సోలార్ ప్యానెల్ DC వోల్టేజ్,

Cbus అనేది బస్ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్,

L అనేది ఫిల్టర్ ఇండక్టర్ల ఇండక్టెన్స్,

fPWM అనేది స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ.

సమీకరణం (1) అనేది ఒక ఆదర్శ కెపాసిటర్‌కు వర్తిస్తుంది, ఇది ఛార్జింగ్ సమయంలో కెపాసిటర్ ద్వారా ఛార్జ్ ప్రవహించకుండా నిరోధిస్తుంది మరియు విద్యుత్ క్షేత్రంలో ఉన్న శక్తిని ఎటువంటి నిరోధకత లేకుండా విడుదల చేస్తుంది. వాస్తవానికి, ఏ కెపాసిటర్ ఆదర్శంగా ఉండదు (చిత్రం 4) కానీ బహుళ మూలకాలతో కూడి ఉంటుంది. ఆదర్శ కెపాసిటెన్స్‌తో పాటు, డైఎలెక్ట్రిక్ సంపూర్ణంగా రెసిస్టివ్‌గా ఉండదు మరియు డైఎలెక్ట్రిక్ కెపాసిటెన్స్ (C)ను దాటవేస్తూ, పరిమిత షంట్ రెసిస్టెన్స్ (Rsh) వెంట యానోడ్ నుండి కాథోడ్‌కు ఒక చిన్న లీకేజ్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. కెపాసిటర్ ద్వారా కరెంట్ ప్రవహిస్తున్నప్పుడు, పిన్‌లు, ఫాయిల్‌లు మరియు డైఎలెక్ట్రిక్ సంపూర్ణంగా వాహకంగా ఉండవు మరియు కెపాసిటెన్స్‌తో సిరీస్‌లో సమానమైన సిరీస్ నిరోధకత (ESR) ఉంటుంది. చివరగా, కెపాసిటర్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో కొంత శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది, కాబట్టి కెపాసిటెన్స్ మరియు ESRతో సిరీస్‌లో సమానమైన సిరీస్ ఇండక్టెన్స్ (ESL) ఉంటుంది.

చిత్రం 4: ఒక సాధారణ కెపాసిటర్ యొక్క సమాన సర్క్యూట్. ఒక కెపాసిటర్ అంటేఇది అనేక ఆదర్శేతర మూలకాలతో కూడి ఉంటుంది, వీటిలో డైఎలెక్ట్రిక్ కెపాసిటెన్స్ (C), కెపాసిటర్, సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ (ESR) మరియు సిరీస్ ఇండక్టెన్స్ (ESL) లను దాటవేసే డైఎలెక్ట్రిక్ ద్వారా అనంతం కాని షంట్ నిరోధకత ఉంటుంది.

కెపాసిటర్ లాంటి సరళంగా కనిపించే కాంపోనెంట్‌లో కూడా, విఫలమయ్యే లేదా క్షీణించే బహుళ అంశాలు ఉన్నాయి. ఈ మూలకాలలో ప్రతి ఒక్కటి AC మరియు DC వైపులా ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రవర్తనను ప్రభావితం చేయవచ్చు. PV టెర్మినల్స్‌లో ప్రవేశపెట్టబడిన వోల్టేజ్ రిపుల్‌పై ఆదర్శం కాని కెపాసిటర్ భాగాల క్షీణత ప్రభావాన్ని నిర్ణయించడానికి, PWM యూనిపోలార్ H-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ (చిత్రం 2) SPICEని ఉపయోగించి అనుకరించబడింది. ఫిల్టర్ కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్‌లు వరుసగా 250µF మరియు 20mH వద్ద ఉంచబడతాయి. IGBTల కోసం SPICE నమూనాలు పెట్రీ మరియు ఇతరుల పని నుండి తీసుకోబడ్డాయి. IGBT స్విచ్‌లను నియంత్రించే PWM సిగ్నల్ వరుసగా అధిక మరియు తక్కువ-వైపు IGBT స్విచ్‌ల కోసం కంపారిటర్ మరియు ఇన్వర్టింగ్ కంపారిటర్ సర్క్యూట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. PWM నియంత్రణల కోసం ఇన్‌పుట్ 9.5V, 60Hz సైన్ క్యారియర్ వేవ్ మరియు 10V, 10kHz త్రిభుజాకార తరంగం.