సోలార్ ఇన్వర్టర్ యొక్క సూత్రం మరియు అప్లికేషన్

ప్రస్తుతం, చైనా యొక్క ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ ప్రధానంగా DC వ్యవస్థ, ఇది సౌర బ్యాటరీ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ శక్తిని ఛార్జ్ చేయడం మరియు బ్యాటరీ నేరుగా లోడ్‌కు శక్తిని సరఫరా చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, వాయువ్య చైనాలోని సౌర గృహ లైటింగ్ వ్యవస్థ మరియు గ్రిడ్‌కు దూరంగా ఉన్న మైక్రోవేవ్ స్టేషన్ విద్యుత్ సరఫరా వ్యవస్థ అన్నీ DC వ్యవస్థ. ఈ రకమైన వ్యవస్థ సాధారణ నిర్మాణం మరియు తక్కువ ధరను కలిగి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, వివిధ లోడ్ DC వోల్టేజీల కారణంగా (12V, 24V, 48V, మొదలైనవి), సిస్టమ్ యొక్క ప్రామాణీకరణ మరియు అనుకూలతను సాధించడం కష్టం, ముఖ్యంగా పౌర శక్తి కోసం, చాలా AC లోడ్లు DC శక్తితో ఉపయోగించబడతాయి. . ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ సరఫరాకు విద్యుత్తును సరఫరా చేయడం ఒక వస్తువుగా మార్కెట్‌లోకి ప్రవేశించడం కష్టం. అదనంగా, ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి చివరికి గ్రిడ్-కనెక్ట్ ఆపరేషన్‌ను సాధిస్తుంది, ఇది పరిణతి చెందిన మార్కెట్ మోడల్‌ను అనుసరించాలి. భవిష్యత్తులో, AC ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో ప్రధాన స్రవంతి అవుతాయి.
ఇన్వర్టర్ విద్యుత్ సరఫరా కోసం ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ యొక్క అవసరాలు

AC పవర్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉపయోగించే ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ నాలుగు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: ఫోటోవోల్టాయిక్ అర్రే, ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ కంట్రోలర్, బ్యాటరీ మరియు ఇన్వర్టర్ (గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ సాధారణంగా బ్యాటరీని సేవ్ చేయగలదు), మరియు ఇన్వర్టర్ కీలకమైన భాగం. ఫోటోవోల్టాయిక్ ఇన్వర్టర్‌ల కోసం అధిక అవసరాలను కలిగి ఉంది:

1. అధిక సామర్థ్యం అవసరం. ప్రస్తుతం సౌర ఘటాల అధిక ధర కారణంగా, సౌర ఘటాల వినియోగాన్ని పెంచడానికి మరియు సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి, ఇన్వర్టర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ప్రయత్నించడం అవసరం.

2. అధిక విశ్వసనీయత అవసరం. ప్రస్తుతం, ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు ప్రధానంగా మారుమూల ప్రాంతాల్లో ఉపయోగించబడుతున్నాయి మరియు అనేక పవర్ స్టేషన్లు గమనించబడవు మరియు నిర్వహించబడుతున్నాయి. దీనికి ఇన్వర్టర్‌కు సహేతుకమైన సర్క్యూట్ నిర్మాణం, కఠినమైన కాంపోనెంట్ ఎంపిక అవసరం మరియు ఇన్‌పుట్ DC పోలారిటీ కనెక్షన్ రక్షణ, AC అవుట్‌పుట్ షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ, వేడెక్కడం, ఓవర్‌లోడ్ రక్షణ మొదలైన వివిధ రక్షణ విధులు ఇన్వర్టర్‌కు అవసరం.

3. DC ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ విస్తృత శ్రేణి అనుసరణను కలిగి ఉండటం అవసరం. బ్యాటరీ యొక్క టెర్మినల్ వోల్టేజ్ లోడ్ మరియు సూర్యకాంతి యొక్క తీవ్రతతో మారుతుంది కాబట్టి, బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌పై బ్యాటరీ ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, బ్యాటరీ యొక్క మిగిలిన సామర్థ్యం మరియు అంతర్గత నిరోధకత యొక్క మార్పుతో బ్యాటరీ వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది. ముఖ్యంగా బ్యాటరీ వృద్ధాప్యం అయినప్పుడు, దాని టెర్మినల్ వోల్టేజ్ విస్తృతంగా మారుతూ ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, 12 V బ్యాటరీ యొక్క టెర్మినల్ వోల్టేజ్ 10 V నుండి 16 V వరకు మారవచ్చు. దీనికి ఇన్‌వర్టర్ పెద్ద DC వద్ద పనిచేయడం అవసరం, ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ పరిధిలో సాధారణ పనితీరును నిర్ధారించడం మరియు AC అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించడం.

4. మధ్యస్థ మరియు పెద్ద-సామర్థ్యం గల ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్‌లలో, ఇన్వర్టర్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క అవుట్‌పుట్ తక్కువ వక్రీకరణతో కూడిన సైన్ వేవ్‌గా ఉండాలి. ఎందుకంటే మీడియం మరియు పెద్ద-సామర్థ్య వ్యవస్థలలో, స్క్వేర్ వేవ్ పవర్ ఉపయోగించినట్లయితే, అవుట్‌పుట్ మరింత హార్మోనిక్ భాగాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక హార్మోనిక్స్ అదనపు నష్టాలను సృష్టిస్తుంది. అనేక ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్‌లు కమ్యూనికేషన్ లేదా ఇన్‌స్ట్రుమెంటేషన్ పరికరాలతో లోడ్ చేయబడ్డాయి. విద్యుత్ గ్రిడ్ యొక్క నాణ్యతపై పరికరాలకు అధిక అవసరాలు ఉన్నాయి. మీడియం మరియు పెద్ద-సామర్థ్యం గల ఫోటోవోల్టాయిక్ పవర్ జనరేషన్ సిస్టమ్‌లు గ్రిడ్‌కి అనుసంధానించబడినప్పుడు, పబ్లిక్ గ్రిడ్‌తో విద్యుత్ కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి, సైన్ వేవ్ కరెంట్‌ను అవుట్‌పుట్ చేయడానికి ఇన్వర్టర్ కూడా అవసరం.

ఇన్వర్టర్ డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మారుస్తుంది. డైరెక్ట్ కరెంట్ వోల్టేజ్ తక్కువగా ఉంటే, అది ప్రామాణిక ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని పొందేందుకు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా పెంచబడుతుంది. పెద్ద-సామర్థ్యం గల ఇన్వర్టర్‌ల కోసం, అధిక DC బస్ వోల్టేజ్ కారణంగా, AC అవుట్‌పుట్‌కు సాధారణంగా వోల్టేజీని 220Vకి పెంచడానికి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ అవసరం లేదు. మధ్యస్థ మరియు చిన్న-సామర్థ్యం గల ఇన్వర్టర్‌లలో, DC వోల్టేజ్ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది, 12V, 24V కోసం, బూస్ట్ సర్క్యూట్‌ని తప్పనిసరిగా రూపొందించాలి. మధ్యస్థ మరియు చిన్న-సామర్థ్యం గల ఇన్వర్టర్‌లలో సాధారణంగా పుష్-పుల్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌లు, ఫుల్-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌లు మరియు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ బూస్ట్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌లు ఉంటాయి. పుష్-పుల్ సర్క్యూట్‌లు బూస్ట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క న్యూట్రల్ ప్లగ్‌ని పాజిటివ్ పవర్ సప్లైకి కలుపుతాయి మరియు రెండు పవర్ ట్యూబ్‌లు ఆల్టర్నేట్ వర్క్, అవుట్‌పుట్ AC పవర్, పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు కామన్ గ్రౌండ్‌కి కనెక్ట్ చేయబడినందున, డ్రైవ్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లు చాలా సరళంగా ఉంటాయి మరియు ఎందుకంటే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌కు నిర్దిష్ట లీకేజ్ ఇండక్టెన్స్ ఉంది, ఇది షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను పరిమితం చేస్తుంది, తద్వారా సర్క్యూట్ యొక్క విశ్వసనీయతను మెరుగుపరుస్తుంది. ప్రతికూలత ఏమిటంటే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వినియోగం తక్కువగా ఉండటం మరియు ప్రేరక లోడ్‌లను నడపగల సామర్థ్యం తక్కువగా ఉండటం.
ఫుల్-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ పుష్-పుల్ సర్క్యూట్ యొక్క లోపాలను అధిగమిస్తుంది. పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ అవుట్‌పుట్ పల్స్ వెడల్పును సర్దుబాటు చేస్తుంది మరియు అవుట్‌పుట్ AC వోల్టేజ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ తదనుగుణంగా మారుతుంది. సర్క్యూట్‌లో ఫ్రీవీలింగ్ లూప్ ఉన్నందున, ప్రేరక లోడ్‌లకు కూడా, అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపం వక్రీకరించబడదు. ఈ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, ఎగువ మరియు దిగువ చేతుల యొక్క పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు భూమిని పంచుకోవు, కాబట్టి ప్రత్యేక డ్రైవ్ సర్క్యూట్ లేదా వివిక్త విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగించాలి. అదనంగా, ఎగువ మరియు దిగువ వంతెన ఆయుధాల యొక్క సాధారణ ప్రసరణను నిరోధించడానికి, ఒక సర్క్యూట్‌ను ఆపివేయడానికి మరియు ఆపై ఆన్ చేయడానికి రూపొందించబడాలి, అంటే, చనిపోయిన సమయాన్ని సెట్ చేయాలి మరియు సర్క్యూట్ నిర్మాణం మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

పుష్-పుల్ సర్క్యూట్ మరియు ఫుల్-బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్‌పుట్ తప్పనిసరిగా స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను జోడించాలి. స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ పరిమాణంలో పెద్దది, తక్కువ సామర్థ్యం మరియు ఖరీదైనది, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ స్టెప్-అప్ కన్వర్షన్ టెక్నాలజీ రివర్స్ సాధించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది అధిక పవర్ డెన్సిటీ ఇన్వర్టర్‌ను గ్రహించగలదు. ఈ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క ఫ్రంట్-స్టేజ్ బూస్ట్ సర్క్యూట్ పుష్-పుల్ నిర్మాణాన్ని అవలంబిస్తుంది, అయితే పని ఫ్రీక్వెన్సీ 20KHz కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. బూస్ట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ మాగ్నెటిక్ కోర్ మెటీరియల్‌ని స్వీకరిస్తుంది, కనుక ఇది పరిమాణంలో చిన్నది మరియు బరువు తక్కువగా ఉంటుంది. హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్వర్షన్ తర్వాత, ఇది హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మార్చబడుతుంది, ఆపై హై-ఫ్రీక్వెన్సీ రెక్టిఫైయర్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ ద్వారా హై-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (సాధారణంగా 300V పైన) పొందబడుతుంది, ఆపై ఒక ద్వారా విలోమమవుతుంది. పవర్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్.

ఈ సర్క్యూట్ నిర్మాణంతో, ఇన్వర్టర్ యొక్క శక్తి బాగా మెరుగుపడింది, ఇన్వర్టర్ యొక్క నో-లోడ్ నష్టం తదనుగుణంగా తగ్గుతుంది మరియు సామర్థ్యం మెరుగుపడుతుంది. సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే సర్క్యూట్ సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు విశ్వసనీయత పైన పేర్కొన్న రెండు సర్క్యూట్ల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క కంట్రోల్ సర్క్యూట్

పైన పేర్కొన్న ఇన్వర్టర్‌ల యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్‌లు అన్నీ కంట్రోల్ సర్క్యూట్ ద్వారా గ్రహించబడాలి. సాధారణంగా, రెండు నియంత్రణ పద్ధతులు ఉన్నాయి: స్క్వేర్ వేవ్ మరియు పాజిటివ్ మరియు బలహీన తరంగం. స్క్వేర్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌తో ఇన్వర్టర్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ సరళమైనది, తక్కువ ఖర్చుతో ఉంటుంది, కానీ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు హార్మోనిక్ భాగాలలో పెద్దది. . సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్ అనేది ఇన్వర్టర్‌ల అభివృద్ధి ధోరణి. మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, PWM ఫంక్షన్లతో మైక్రోప్రాసెసర్లు కూడా వచ్చాయి. అందువల్ల, సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్ కోసం ఇన్వర్టర్ టెక్నాలజీ పరిపక్వం చెందింది.

1. స్క్వేర్ వేవ్ అవుట్‌పుట్ ఉన్న ఇన్వర్టర్‌లు ప్రస్తుతం ఎక్కువగా పల్స్-వెడల్పు మాడ్యులేషన్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను ఉపయోగిస్తున్నాయి, SG 3 525, TL 494 మరియు మొదలైనవి. SG3525 ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల ఉపయోగం మరియు పవర్ ఎఫ్‌ఇటిలను పవర్ కాంపోనెంట్‌లుగా మార్చడం వల్ల సాపేక్షంగా అధిక పనితీరు మరియు ధర ఇన్వర్టర్‌లను సాధించవచ్చని ప్రాక్టీస్ నిరూపించింది. SG3525 పవర్ FETల సామర్థ్యాన్ని నేరుగా డ్రైవ్ చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు అంతర్గత రిఫరెన్స్ సోర్స్ మరియు ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ మరియు అండర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ ఫంక్షన్‌ను కలిగి ఉంది, కాబట్టి దాని పరిధీయ సర్క్యూట్ చాలా సులభం.

2. సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌తో ఇన్వర్టర్ కంట్రోల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్, సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌తో ఇన్వర్టర్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌ను మైక్రోప్రాసెసర్ ద్వారా నియంత్రించవచ్చు, ఉదాహరణకు INTEL కార్పొరేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన 80 C 196 MC, మరియు మోటరోలా కంపెనీ ఉత్పత్తి చేస్తుంది. MP 16 మరియు PI C 16 C 73 MI-CRO CHIP కంపెనీ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడింది, మొదలైనవి. ఈ సింగిల్-చిప్ కంప్యూటర్‌లు బహుళ PWM జనరేటర్‌లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఎగువ మరియు ఎగువ వంతెన చేతులను సెట్ చేయగలవు. చనిపోయిన సమయంలో, సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్ సర్క్యూట్‌ను గ్రహించడానికి INTEL కంపెనీ యొక్క 80 C 196 MC, సైన్ వేవ్ సిగ్నల్ ఉత్పత్తిని పూర్తి చేయడానికి 80 C 196 MC మరియు వోల్టేజ్ స్థిరీకరణను సాధించడానికి AC అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను గుర్తించండి.

ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్లో పవర్ పరికరాల ఎంపిక

యొక్క ప్రధాన శక్తి భాగాల ఎంపికఇన్వర్టర్అనేది చాలా ముఖ్యం. ప్రస్తుతం, డార్లింగ్టన్ పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (BJT), పవర్ ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (MOS-F ET), ఇన్సులేటెడ్ గేట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (IGB) ఎక్కువగా ఉపయోగించే పవర్ కాంపోనెంట్‌లు ఉన్నాయి. T) మరియు టర్న్-ఆఫ్ థైరిస్టర్ (GTO), మొదలైనవి, చిన్న-సామర్థ్యం తక్కువ-వోల్టేజ్ సిస్టమ్‌లలో ఎక్కువగా ఉపయోగించే పరికరాలు MOS FET, ఎందుకంటే MOS FET తక్కువ ఆన్-స్టేట్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు ఎక్కువ IG BT యొక్క స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ సాధారణంగా ఉంటుంది. అధిక-వోల్టేజ్ మరియు పెద్ద-సామర్థ్య వ్యవస్థలలో ఉపయోగిస్తారు. ఎందుకంటే వోల్టేజ్ పెరుగుదలతో MOS FET యొక్క ఆన్-స్టేట్ రెసిస్టెన్స్ పెరుగుతుంది మరియు IG BT మీడియం-కెపాసిటీ సిస్టమ్‌లలో ఎక్కువ ప్రయోజనాన్ని పొందుతుంది, అయితే సూపర్-లార్జ్-కెపాసిటీ (100 kVA కంటే ఎక్కువ) సిస్టమ్‌లలో, GTOలు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి. శక్తి భాగాలుగా.