Invertorët i përkasin një grupi të madh të konvertuesve statikë, të cilët përfshijnë shumë nga sot's pajisjet në gjendje të"konvertohet”parametrat elektrikë në hyrje, si tensioni dhe frekuenca, në mënyrë që të prodhohet një dalje që është në përputhje me kërkesat e ngarkesës.

Në përgjithësi, invertorët janë pajisje të afta të konvertojnë rrymën direkte në rrymë alternative dhe janë mjaft të zakonshme në aplikacionet e automatizimit industrial dhe disqet elektrike.Arkitektura dhe dizajni i llojeve të ndryshme të inverterit ndryshon sipas secilit aplikacion specifik, edhe nëse thelbi i qëllimit të tyre kryesor është i njëjtë (konvertimi DC në AC).

1.Inverterë të pavarur dhe të lidhur me rrjetin

Invertorët e përdorur në aplikimet fotovoltaike historikisht ndahen në dy kategori kryesore:

:Inverterë të pavarur

:Invertorët e lidhur me rrjetin

Inverterët e pavarur janë për aplikimet ku centrali FV nuk është i lidhur me rrjetin kryesor të shpërndarjes së energjisë.Inverteri është në gjendje të furnizojë energji elektrike me ngarkesat e lidhura, duke siguruar qëndrueshmërinë e parametrave kryesorë elektrikë (tensioni dhe frekuenca).Kjo i mban ato brenda kufijve të paracaktuar, në gjendje të përballojnë situatat e përkohshme të mbingarkesës.Në këtë situatë, inverteri shoqërohet me një sistem ruajtjeje baterie për të siguruar një furnizim të qëndrueshëm me energji.

Inverterët e lidhur me rrjetin, nga ana tjetër, janë në gjendje të sinkronizohen me rrjetin elektrik me të cilin janë lidhur sepse, në këtë rast, tensioni dhe frekuenca janë"të imponuara”nga rrjeti kryesor.Këta inverterë duhet të jenë në gjendje të shkëputen nëse rrjeti kryesor dështon në mënyrë që të shmanget çdo furnizim i mundshëm i kundërt i rrjetit kryesor, i cili mund të përfaqësojë një rrezik serioz.

Figura 1 - Shembull i sistemit të pavarur dhe sistemit të lidhur me rrjetin.Imazhi është marrë nga Biblus.

2.Cili është roli i kondensatorit të autobusit

Qëllimi i një inverteri është të transformojë një tension të formës valore DC në një sinjal AC në mënyrë që të injektojë energjinë në një ngarkesë (p.sh. rrjetin e energjisë) në një frekuencë të caktuar dhe me një kënd të vogël fazor (φ ≈0).Një qark i thjeshtuar për një modulim unipolar pulsi me gjerësi njëfazore (PWM) është paraqitur në figurën2 (e njëjta skemë e përgjithshme mund të shtrihet në një sistem trefazor).Në këtë skematikë, një sistem PV, që vepron si një burim tensioni DC me njëfarë induktiviteti të burimit, është formuar në një sinjal AC përmes katër ndërprerësve IGBT paralelisht me diodat me rrota të lira.Këta ndërprerës kontrollohen në portë përmes një sinjali PWM, i cili është zakonisht dalja e një IC që krahason një valë bartëse (zakonisht një valë sinus e frekuencës së dëshiruar dalëse) dhe një valë referimi me një frekuencë dukshëm më të lartë (zakonisht një valë trekëndëshi në 5-20 kHz).Dalja e IGBT-ve është formuar në një sinjal AC të përshtatshëm për përdorim ose injeksion në rrjet përmes aplikimit të topologjive të ndryshme të filtrave LC.

Merr kuotën

Figura 2: Modulimi i gjerësisë së pulsuar (PWM) njëfazorkonfigurimi i inverterit.Çelësat IGBT, së bashku me filtrin e daljes LC, i japin formë sinjalit të hyrjes DC në një sinjal të përdorshëm AC.Kjo nxit njëvalëzim i dëmshëm i tensionit nëpër terminalet PV.Autobusikondensatori është i madhësisë në mënyrë që të zvogëlojë këtë valëzim.

Funksionimi i IGBT-ve fut një tension të valëzuar në terminalin e grupit PV.Ky valëzim është i dëmshëm për funksionimin e sistemit FV, pasi voltazhi nominal i aplikuar në terminale duhet të mbahet në pikën maksimale të fuqisë (MPP) të kurbës IV në mënyrë që të nxjerrë fuqinë më të madhe.Një valëzim tensioni në terminalet PV do të lëkundë fuqinë e nxjerrë nga sistemi, duke rezultuar në

një fuqi mesatare më të ulët në dalje (Figura 3).Një kondensator shtohet në autobus për të zbutur valëzimin e tensionit.

Figura 3: Një valëzim tensioni i futur në terminalet FV nga skema e inverterit PWM e zhvendos tensionin e aplikuar nga pika maksimale e fuqisë (MPP) e grupit PV.Kjo paraqet një valëzim në fuqinë dalëse të grupit në mënyrë që fuqia mesatare e daljes të jetë më e ulët se MPP nominale

Amplituda (maja në majë) e valëzimit të tensionit përcaktohet nga frekuenca e ndërrimit, tensioni PV, kapaciteti i autobusit dhe induktiviteti i filtrit sipas:

ku:

VPV është voltazhi DC i panelit diellor,

Cbus është kapaciteti i kondensatorit të autobusit,

L është induktiviteti i induktorëve të filtrit,

fPWM është frekuenca e ndërrimit.

Ekuacioni (1) zbatohet për një kondensator ideal që parandalon ngarkesën të rrjedhë përmes kondensatorit gjatë karikimit dhe më pas shkarkon energjinë e vendosur në fushën elektrike pa rezistencë.Në realitet, asnjë kondensator nuk është ideal (Figura 4), por është i përbërë nga elementë të shumtë.Përveç kapacitetit ideal, dielektriku nuk është plotësisht rezistent dhe një rrymë e vogël rrjedhjeje rrjedh nga anoda në katodë përgjatë një rezistence të kufizuar të shuntit (Rsh), duke anashkaluar kapacitetin dielektrik (C).Kur rrjedh rryma përmes kondensatorit, kunjat, fletët dhe dielektriku nuk përçojnë në mënyrë të përsosur dhe ka një rezistencë seri ekuivalente (ESR) në seri me kapacitetin.Së fundi, kondensatori ruan pak energji në fushën magnetike, kështu që ekziston një induktancë seri ekuivalente (ESL) në seri me kapacitetin dhe ESR.

Figura 4: Qarku ekuivalent i një kondensatori gjenerik.Një kondensator ështëi përbërë nga shumë elementë jo idealë, duke përfshirë kapacitetin dielektrik (C), një rezistencë jo të pafundme shunt përmes dielektrikut që anashkalon kondensatorin, rezistencën serike (ESR) dhe induktancën serike (ESL).

Edhe në një komponent në dukje të thjeshtë si një kondensator, ekzistojnë elementë të shumtë që mund të dështojnë ose degradojnë.Secili prej këtyre elementeve mund të ndikojë në sjelljen e inverterit, si në anët AC ashtu edhe në DC.Për të përcaktuar efektin që ka degradimi i komponentëve jo-idealë të kondensatorit në valëzimin e tensionit të futur nëpër terminalet PV, një inverter unipolar H-urë PWM (Figura 2) u simulua duke përdorur SPICE.Kondensatorët dhe induktorët e filtrit mbahen respektivisht në 250µF dhe 20mH.Modelet SPICE për IGBT-të rrjedhin nga puna e Petrie et al. Sinjali PWM, i cili kontrollon çelsat IGBT, përcaktohet nga një qark krahasues dhe përmbysës krahasues për çelësat IGBT të anës së lartë dhe të ulët, respektivisht.Hyrja për kontrollet PWM janë një valë bartëse sinus 9.5V, 60Hz dhe një valë trekëndore 10V, 10kHz.

Zgjidhja CRE

CRE është një ndërmarrje e teknologjisë së lartë e specializuar në prodhimin e kondensatorëve të filmit, duke u fokusuar në aplikimin e elektronikës së fuqisë.

CRE ofron zgjidhjen e pjekur të serisë së kondensatorëve të filmit për inverterin PV që përfshin lidhjen DC, filtrin AC dhe snubber.