हाल, चीनको फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणाली मुख्यतया DC प्रणाली हो, जुन सौर्य ब्याट्रीबाट उत्पन्न हुने विद्युतीय ऊर्जा चार्ज गर्ने हो, र ब्याट्रीले लोडलाई सिधै बिजुली आपूर्ति गर्दछ। उदाहरणका लागि, उत्तरपश्चिम चीनमा रहेको सौर्य घरेलु प्रकाश प्रणाली र ग्रिडबाट टाढा रहेको माइक्रोवेभ स्टेशन पावर आपूर्ति प्रणाली सबै DC प्रणाली हुन्। यस प्रकारको प्रणालीको सरल संरचना र कम लागत छ। यद्यपि, फरक लोड DC भोल्टेजहरू (जस्तै 12V, 24V, 48V, आदि) को कारणले गर्दा, प्रणालीको मानकीकरण र अनुकूलता प्राप्त गर्न गाह्रो छ, विशेष गरी नागरिक शक्तिको लागि, किनकि धेरैजसो AC लोडहरू DC पावरसँग प्रयोग गरिन्छ। फोटोभोल्टिक पावर आपूर्तिले बजारमा वस्तुको रूपमा प्रवेश गर्न बिजुली आपूर्ति गर्न गाह्रो छ। थप रूपमा, फोटोभोल्टिक पावर उत्पादनले अन्ततः ग्रिड-जडित सञ्चालन प्राप्त गर्नेछ, जसले परिपक्व बजार मोडेल अपनाउनु पर्छ। भविष्यमा, AC फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीहरू फोटोभोल्टिक पावर उत्पादनको मुख्यधारा बन्नेछ।
इन्भर्टर पावर आपूर्तिको लागि फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीको आवश्यकताहरू
एसी पावर आउटपुट प्रयोग गर्ने फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीमा चार भागहरू हुन्छन्: फोटोभोल्टिक एरे, चार्ज र डिस्चार्ज कन्ट्रोलर, ब्याट्री र इन्भर्टर (ग्रिड-जडित पावर उत्पादन प्रणालीले सामान्यतया ब्याट्री बचत गर्न सक्छ), र इन्भर्टर प्रमुख घटक हो। फोटोभोल्टिकमा इन्भर्टरहरूको लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्:
१. उच्च दक्षता आवश्यक छ। हाल सौर्य सेलहरूको उच्च मूल्यको कारणले गर्दा, सौर्य सेलहरूको अधिकतम प्रयोग गर्न र प्रणालीको दक्षता सुधार गर्न, इन्भर्टरको दक्षता सुधार गर्ने प्रयास गर्नु आवश्यक छ।
२. उच्च विश्वसनीयता आवश्यक छ। हाल, फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीहरू मुख्यतया दुर्गम क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ, र धेरै पावर स्टेशनहरू ध्यान नदिई मर्मत गरिन्छन्। यसको लागि इन्भर्टरमा उचित सर्किट संरचना, कडा कम्पोनेन्ट चयन, र इन्भर्टरमा विभिन्न सुरक्षा कार्यहरू हुनु आवश्यक छ, जस्तै इनपुट DC पोलारिटी जडान सुरक्षा, AC आउटपुट सर्ट सर्किट सुरक्षा, ओभरहेटिंग, ओभरलोड सुरक्षा, आदि।
३. DC इनपुट भोल्टेजमा व्यापक अनुकूलन हुन आवश्यक छ। ब्याट्रीको टर्मिनल भोल्टेज लोड र सूर्यको प्रकाशको तीव्रतासँगै परिवर्तन हुने भएकोले, ब्याट्रीको ब्याट्री भोल्टेजमा ब्याट्रीको महत्त्वपूर्ण प्रभाव भए तापनि, ब्याट्रीको बाँकी क्षमता र आन्तरिक प्रतिरोधको परिवर्तनसँगै ब्याट्री भोल्टेजमा उतारचढाव आउँछ। विशेष गरी जब ब्याट्री पुरानो हुँदैछ, यसको टर्मिनल भोल्टेज व्यापक रूपमा भिन्न हुन्छ। उदाहरणका लागि, १२ V ब्याट्रीको टर्मिनल भोल्टेज १० V देखि १६ V सम्म फरक हुन सक्छ। यसको लागि इन्भर्टरलाई ठूलो DC मा सञ्चालन गर्न आवश्यक छ। इनपुट भोल्टेज दायरा भित्र सामान्य सञ्चालन सुनिश्चित गर्नुहोस् र AC आउटपुट भोल्टेजको स्थिरता सुनिश्चित गर्नुहोस्।
४. मध्यम र ठूलो क्षमताको फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीहरूमा, इन्भर्टर पावर सप्लाईको आउटपुट कम विकृति भएको साइन वेभ हुनुपर्छ। यो किनभने मध्यम र ठूलो क्षमताको प्रणालीहरूमा, यदि वर्ग तरंग पावर प्रयोग गरिन्छ भने, आउटपुटमा धेरै हार्मोनिक कम्पोनेन्टहरू हुनेछन्, र उच्च हार्मोनिक्सले थप हानि उत्पन्न गर्नेछ। धेरै फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीहरू सञ्चार वा उपकरण उपकरणहरूले लोड हुन्छन्। उपकरणहरूमा पावर ग्रिडको गुणस्तरमा उच्च आवश्यकताहरू हुन्छन्। जब मध्यम र ठूलो क्षमताको फोटोभोल्टिक पावर उत्पादन प्रणालीहरू ग्रिडमा जडान हुन्छन्, सार्वजनिक ग्रिडसँग पावर प्रदूषणबाट बच्नको लागि, इन्भर्टरले साइन वेभ करेन्ट पनि आउटपुट गर्न आवश्यक हुन्छ।
इन्भर्टरले प्रत्यक्ष करेन्टलाई वैकल्पिक करेन्टमा रूपान्तरण गर्छ। यदि प्रत्यक्ष करेन्ट भोल्टेज कम छ भने, यसलाई मानक वैकल्पिक करेन्ट भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी प्राप्त गर्न वैकल्पिक करेन्ट ट्रान्सफर्मरद्वारा बढाइन्छ। ठूला क्षमताका इन्भर्टरहरूको लागि, उच्च DC बस भोल्टेजको कारणले गर्दा, AC आउटपुटलाई सामान्यतया 220V मा भोल्टेज बढाउन ट्रान्सफर्मरको आवश्यकता पर्दैन। मध्यम र सानो क्षमताका इन्भर्टरहरूमा, DC भोल्टेज अपेक्षाकृत कम हुन्छ, जस्तै 12V, 24V को लागि, बूस्ट सर्किट डिजाइन गर्नुपर्छ। मध्यम र सानो क्षमताका इन्भर्टरहरूमा सामान्यतया पुश-पुल इन्भर्टर सर्किटहरू, फुल-ब्रिज इन्भर्टर सर्किटहरू र उच्च-फ्रिक्वेन्सी बूस्ट इन्भर्टर सर्किटहरू समावेश हुन्छन्। पुश-पुल सर्किटहरूले बूस्ट ट्रान्सफर्मरको न्यूट्रल प्लगलाई सकारात्मक पावर सप्लाईमा जडान गर्छन्, र दुई पावर ट्यूबहरू वैकल्पिक काम, आउटपुट AC पावर, किनभने पावर ट्रान्जिस्टरहरू सामान्य जमिनमा जडान हुन्छन्, ड्राइभ र नियन्त्रण सर्किटहरू सरल छन्, र ट्रान्सफर्मरमा निश्चित चुहावट इन्डक्टन्स भएकोले, यसले सर्ट-सर्किट करेन्टलाई सीमित गर्न सक्छ, जसले गर्दा सर्किटको विश्वसनीयतामा सुधार हुन्छ। बेफाइदा भनेको ट्रान्सफर्मरको प्रयोग कम हुनु र आगमनात्मक भारहरू चलाउने क्षमता कमजोर हुनु हो।
फुल-ब्रिज इन्भर्टर सर्किटले पुश-पुल सर्किटका कमजोरीहरूलाई पार गर्छ। पावर ट्रान्जिस्टरले आउटपुट पल्स चौडाइ समायोजन गर्छ, र आउटपुट एसी भोल्टेजको प्रभावकारी मान तदनुसार परिवर्तन हुन्छ। सर्किटमा फ्रीव्हीलिंग लूप भएकोले, आगमनात्मक भारहरूको लागि पनि, आउटपुट भोल्टेज वेभफर्म विकृत हुनेछैन। यस सर्किटको बेफाइदा यो हो कि माथिल्लो र तल्लो हातका पावर ट्रान्जिस्टरहरूले जमिन साझा गर्दैनन्, त्यसैले समर्पित ड्राइभ सर्किट वा पृथक पावर आपूर्ति प्रयोग गर्नुपर्छ। थप रूपमा, माथिल्लो र तल्लो पुल हातहरूको सामान्य चालन रोक्नको लागि, सर्किटलाई बन्द गर्न र त्यसपछि खोल्नको लागि डिजाइन गर्नुपर्छ, अर्थात्, एक मृत समय सेट गर्नुपर्छ, र सर्किट संरचना अझ जटिल छ।
पुश-पुल सर्किट र फुल-ब्रिज सर्किटको आउटपुटमा स्टेप-अप ट्रान्सफर्मर थप्नु पर्छ। स्टेप-अप ट्रान्सफर्मर आकारमा ठूलो, दक्षतामा कम र महँगो भएकोले, पावर इलेक्ट्रोनिक्स र माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्स प्रविधिको विकाससँगै, उच्च-फ्रिक्वेन्सी स्टेप-अप रूपान्तरण प्रविधि प्रयोग गरिन्छ जसले उच्च पावर घनत्व इन्भर्टरलाई प्राप्त गर्न सक्छ। यस इन्भर्टर सर्किटको फ्रन्ट-स्टेज बूस्ट सर्किटले पुश-पुल संरचना अपनाउँछ, तर काम गर्ने फ्रिक्वेन्सी २०KHz भन्दा माथि छ। बूस्ट ट्रान्सफर्मरले उच्च-फ्रिक्वेन्सी चुम्बकीय कोर सामग्री अपनाउँछ, त्यसैले यो आकारमा सानो र तौलमा हल्का हुन्छ। उच्च-फ्रिक्वेन्सी इन्भर्सन पछि, यसलाई उच्च-फ्रिक्वेन्सी ट्रान्सफर्मर मार्फत उच्च-फ्रिक्वेन्सी वैकल्पिक प्रवाहमा रूपान्तरण गरिन्छ, र त्यसपछि उच्च-भोल्टेज प्रत्यक्ष प्रवाह (सामान्यतया ३००V माथि) उच्च-फ्रिक्वेन्सी रेक्टिफायर फिल्टर सर्किट मार्फत प्राप्त गरिन्छ, र त्यसपछि पावर फ्रिक्वेन्सी इन्भर्टर सर्किट मार्फत उल्टो गरिन्छ।
यस सर्किट संरचनाको साथ, इन्भर्टरको शक्ति धेरै सुधारिएको छ, इन्भर्टरको नो-लोड लस तदनुसार कम हुन्छ, र दक्षता सुधारिएको छ। सर्किटको बेफाइदा भनेको सर्किट जटिल छ र विश्वसनीयता माथिका दुई सर्किटहरू भन्दा कम छ।
इन्भर्टर सर्किटको नियन्त्रण सर्किट
माथि उल्लेखित इन्भर्टरहरूको मुख्य सर्किटहरू सबै नियन्त्रण सर्किटद्वारा साकार पार्नु आवश्यक छ। सामान्यतया, दुई नियन्त्रण विधिहरू छन्: वर्ग तरंग र सकारात्मक र कमजोर तरंग। वर्ग तरंग आउटपुट भएको इन्भर्टर पावर सप्लाई सर्किट सरल, कम लागतमा, तर दक्षतामा कम र हार्मोनिक कम्पोनेन्टहरूमा ठूलो छ। । साइन वेभ आउटपुट इन्भर्टरहरूको विकास प्रवृत्ति हो। माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्स प्रविधिको विकाससँगै, PWM प्रकार्यहरू भएका माइक्रोप्रोसेसरहरू पनि बाहिर आएका छन्। त्यसैले, साइन वेभ आउटपुटको लागि इन्भर्टर प्रविधि परिपक्व भएको छ।
१. वर्ग तरंग आउटपुट भएका इन्भर्टरहरूले हाल प्रायः पल्स-चौडाइ मोड्युलेसन एकीकृत सर्किटहरू प्रयोग गर्छन्, जस्तै SG 3 525, TL 494 र यस्तै। अभ्यासले प्रमाणित गरेको छ कि SG3525 एकीकृत सर्किटहरूको प्रयोग र स्विचिंग पावर कम्पोनेन्टहरूको रूपमा पावर FETs को प्रयोगले अपेक्षाकृत उच्च प्रदर्शन र मूल्य इन्भर्टरहरू प्राप्त गर्न सक्छ। किनभने SG3525 मा पावर FETs क्षमता प्रत्यक्ष रूपमा चलाउने क्षमता छ र आन्तरिक सन्दर्भ स्रोत र अपरेशनल एम्पलीफायर र अन्डरभोल्टेज सुरक्षा प्रकार्य छ, त्यसैले यसको परिधीय सर्किट धेरै सरल छ।
२. साइन वेभ आउटपुट भएको इन्भर्टर नियन्त्रण एकीकृत सर्किट, साइन वेभ आउटपुट भएको इन्भर्टरको नियन्त्रण सर्किटलाई माइक्रोप्रोसेसरद्वारा नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, जस्तै INTEL कर्पोरेशनद्वारा उत्पादित ८० C १९६ MC, र मोटोरोला कम्पनीद्वारा उत्पादित। MI-CRO CHIP कम्पनीद्वारा उत्पादित MP १६ र PI C १६ C ७३, आदि। यी एकल-चिप कम्प्युटरहरूमा धेरै PWM जेनेरेटरहरू छन्, र माथिल्लो र माथिल्लो ब्रिज आर्महरू सेट गर्न सक्छन्। डेड टाइमको समयमा, साइन वेभ आउटपुट सर्किट महसुस गर्न INTEL कम्पनीको ८० C १९६ MC, साइन वेभ सिग्नल जेनेरेसन पूरा गर्न ८० C १९६ MC प्रयोग गर्नुहोस्, र भोल्टेज स्थिरीकरण प्राप्त गर्न AC आउटपुट भोल्टेज पत्ता लगाउनुहोस्।
इन्भर्टरको मुख्य सर्किटमा पावर उपकरणहरूको चयन
मुख्य पावर कम्पोनेन्टहरूको छनोटइन्भर्टरधेरै महत्त्वपूर्ण छ। हाल, सबैभन्दा धेरै प्रयोग हुने पावर कम्पोनेन्टहरूमा डार्लिङ्टन पावर ट्रान्जिस्टर (BJT), पावर फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर (MOS-F ET), इन्सुलेटेड गेट ट्रान्जिस्टर (IGB) र टर्न-अफ थायरिस्टर (GTO), आदि समावेश छन्। सानो क्षमताको कम-भोल्टेज प्रणालीहरूमा सबैभन्दा धेरै प्रयोग हुने उपकरणहरू MOS FET हुन्, किनभने MOS FET मा कम अन-स्टेट भोल्टेज ड्रप र उच्च हुन्छ। IG BT को स्विचिङ फ्रिक्वेन्सी सामान्यतया उच्च-भोल्टेज र ठूलो-क्षमता प्रणालीहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यो किनभने MOS FET को अन-स्टेट प्रतिरोध भोल्टेजको वृद्धिसँगै बढ्छ, र IG BT मध्यम-क्षमता प्रणालीहरूमा ठूलो फाइदा ओगटेको छ, जबकि सुपर-ठूलो-क्षमता (१०० kVA माथि) प्रणालीहरूमा, GTO हरू सामान्यतया पावर कम्पोनेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
पोस्ट समय: अक्टोबर-२१-२०२१
