સિદ્ધાંત અને સૌર ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ

હાલમાં, ચાઇનાની ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ મુખ્યત્વે ડીસી સિસ્ટમ છે, જે સોલર બેટરી દ્વારા પેદા થતી ઇલેક્ટ્રિક energy ર્જાને ચાર્જ કરવાની છે, અને બેટરી સીધી લોડને પાવર સપ્લાય કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નોર્થવેસ્ટ ચાઇનામાં સોલર હાઉસહોલ્ડ લાઇટિંગ સિસ્ટમ અને ગ્રીડથી ખૂબ દૂર માઇક્રોવેવ સ્ટેશન પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ બધી ડીસી સિસ્ટમ છે. આ પ્રકારની સિસ્ટમમાં એક સરળ રચના અને ઓછી કિંમત છે. જો કે, વિવિધ લોડ ડીસી વોલ્ટેજ (જેમ કે 12 વી, 24 વી, 48 વી, વગેરે) ને કારણે, સિસ્ટમની માનકીકરણ અને સુસંગતતા પ્રાપ્ત કરવી મુશ્કેલ છે, ખાસ કરીને નાગરિક શક્તિ માટે, કારણ કે મોટાભાગના એસી લોડનો ઉપયોગ ડીસી પાવર સાથે થાય છે. ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સપ્લાય માટે કોમોડિટી તરીકે બજારમાં પ્રવેશવા માટે વીજળી સપ્લાય કરવી મુશ્કેલ છે. આ ઉપરાંત, ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર ઉત્પાદન આખરે ગ્રીડ-કનેક્ટેડ ઓપરેશન પ્રાપ્ત કરશે, જેણે પરિપક્વ બજારનું મોડેલ અપનાવવું આવશ્યક છે. ભવિષ્યમાં, એસી ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ્સ ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશનનો મુખ્ય પ્રવાહ બનશે.
ઇન્વર્ટર પાવર સપ્લાય માટે ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમની આવશ્યકતાઓ

એસી પાવર આઉટપુટનો ઉપયોગ કરીને ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમમાં ચાર ભાગો હોય છે: ફોટોવોલ્ટેઇક એરે, ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ નિયંત્રક, બેટરી અને ઇન્વર્ટર (ગ્રીડ-કનેક્ટેડ પાવર જનરેશન સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે બેટરી બચાવી શકે છે), અને ઇન્વર્ટર એ કી ઘટક છે. ફોટોવોલ્ટેઇક ઇન્વર્ટર માટે વધુ આવશ્યકતાઓ ધરાવે છે:

1. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા જરૂરી છે. સૌર કોષોની price ંચી કિંમતને કારણે, સૌર કોષોના ઉપયોગને વધારવા અને સિસ્ટમ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે, ઇન્વર્ટરની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાનો પ્રયાસ કરવો જરૂરી છે.

2. ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા જરૂરી છે. હાલમાં, ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે દૂરસ્થ વિસ્તારોમાં થાય છે, અને ઘણા પાવર સ્ટેશનો અવ્યવસ્થિત અને જાળવવામાં આવે છે. આ માટે ઇન્વર્ટર પાસે વાજબી સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર, કડક ઘટક પસંદગી હોવી જરૂરી છે, અને ઇનવર્ટરને વિવિધ સંરક્ષણ કાર્યો હોવું જરૂરી છે, જેમ કે ઇનપુટ ડીસી પોલેરિટી કનેક્શન પ્રોટેક્શન, એસી આઉટપુટ શોર્ટ સર્કિટ પ્રોટેક્શન, ઓવરહિટીંગ, ઓવરલોડ પ્રોટેક્શન, વગેરે.

3. ડીસી ઇનપુટ વોલ્ટેજમાં અનુકૂલનની વિશાળ શ્રેણી હોવી જરૂરી છે. બેટરીનો ટર્મિનલ વોલ્ટેજ લોડ અને સૂર્યપ્રકાશની તીવ્રતા સાથે બદલાય છે, જોકે બેટરી બેટરી વોલ્ટેજ પર મહત્વપૂર્ણ અસર કરે છે, તેથી બેટરી વોલ્ટેજ બેટરીની બાકીની ક્ષમતા અને આંતરિક પ્રતિકારના ફેરફાર સાથે વધઘટ થાય છે. ખાસ કરીને જ્યારે બેટરી વૃદ્ધ થાય છે, ત્યારે તેનું ટર્મિનલ વોલ્ટેજ વ્યાપકપણે બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 12 વી બેટરીનો ટર્મિનલ વોલ્ટેજ 10 વીથી 16 વી સુધી બદલાઈ શકે છે. આને મોટા ડીસી પર કામ કરવાની જરૂર છે ઇનપુટ વોલ્ટેજ રેન્જમાં સામાન્ય કામગીરીની ખાતરી કરો અને એસી આઉટપુટ વોલ્ટેજની સ્થિરતાની ખાતરી કરો.

4. મધ્યમ અને મોટા-ક્ષમતાવાળા ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમોમાં, ઇન્વર્ટર પાવર સપ્લાયનું આઉટપુટ ઓછું વિકૃતિ સાથે સાઇન વેવ હોવું જોઈએ. આ એટલા માટે છે કારણ કે મધ્યમ અને મોટી ક્ષમતાવાળા સિસ્ટમોમાં, જો ચોરસ તરંગ શક્તિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો આઉટપુટમાં વધુ હાર્મોનિક ઘટકો હશે, અને ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ વધારાના નુકસાન પેદા કરશે. ઘણી ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ્સ સંદેશાવ્યવહાર અથવા ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન સાધનોથી લોડ થાય છે. પાવર ગ્રીડની ગુણવત્તા પર સાધનસામગ્રી વધારે હોય છે. જ્યારે મધ્યમ અને મોટી ક્ષમતાવાળા ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર જનરેશન સિસ્ટમ્સ ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે જાહેર ગ્રીડ સાથે પાવર પ્રદૂષણ ટાળવા માટે, ઇન્વર્ટરને સાઇન વેવ વર્તમાનને આઉટપુટ કરવા માટે પણ જરૂરી છે.

ઇન્વર્ટર સીધા વર્તમાનને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં ફેરવે છે. જો સીધો વર્તમાન વોલ્ટેજ ઓછું છે, તો તે વૈકલ્પિક વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા પ્રમાણભૂત વૈકલ્પિક વર્તમાન વોલ્ટેજ અને આવર્તન મેળવવા માટે વેગ આપે છે. મોટા-ક્ષમતાવાળા ઇન્વર્ટર માટે, ઉચ્ચ ડીસી બસ વોલ્ટેજને કારણે, એસી આઉટપુટને સામાન્ય રીતે વોલ્ટેજને 220 વી વધારવા માટે ટ્રાન્સફોર્મરની જરૂર હોતી નથી. મધ્યમ અને નાના-ક્ષમતાવાળા ઇન્વર્ટરમાં, ડીસી વોલ્ટેજ પ્રમાણમાં ઓછું છે, જેમ કે 12 વી, 24 વી માટે, બૂસ્ટ સર્કિટ ડિઝાઇન કરવી આવશ્યક છે. મધ્યમ અને નાના-ક્ષમતાવાળા ઇન્વર્ટરમાં સામાન્ય રીતે પુશ-પુલ ઇન્વર્ટર સર્કિટ્સ, ફુલ-બ્રિજ ઇન્વર્ટર સર્કિટ્સ અને ઉચ્ચ-આવર્તન બૂસ્ટ ઇન્વર્ટર સર્કિટ્સ શામેલ છે. પુશ-પુલ સર્કિટ્સ બૂસ્ટ ટ્રાન્સફોર્મરના તટસ્થ પ્લગને સકારાત્મક વીજ પુરવઠો સાથે જોડે છે, અને બે પાવર ટ્યુબ વૈકલ્પિક કાર્ય, આઉટપુટ એસી પાવર, કારણ કે પાવર ટ્રાંઝિસ્ટર સામાન્ય જમીન સાથે જોડાયેલા છે, ડ્રાઇવ અને નિયંત્રણ સર્કિટ્સ સરળ છે, અને કારણ કે ટ્રાન્સફોર્મરમાં ચોક્કસ લિકેજ ઇન્ડક્ટન્સ છે, તેથી તે શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાનને મર્યાદિત કરી શકે છે, આમ સર્કિટની વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરી શકે છે. ગેરલાભ એ છે કે ટ્રાન્સફોર્મર ઉપયોગ ઓછો છે અને પ્રેરક લોડ ચલાવવાની ક્ષમતા નબળી છે.
પૂર્ણ-બ્રિજ ઇન્વર્ટર સર્કિટ પુશ-પુલ સર્કિટની ખામીઓને દૂર કરે છે. પાવર ટ્રાંઝિસ્ટર આઉટપુટ પલ્સ પહોળાઈને સમાયોજિત કરે છે, અને તે મુજબ આઉટપુટ એસી વોલ્ટેજનું અસરકારક મૂલ્ય બદલાય છે. કારણ કે સર્કિટમાં ફ્રી વ્હિલિંગ લૂપ છે, પ્રેરક લોડ્સ માટે પણ, આઉટપુટ વોલ્ટેજ વેવફોર્મ વિકૃત થશે નહીં. આ સર્કિટનો ગેરલાભ એ છે કે ઉપલા અને નીચલા હથિયારોના પાવર ટ્રાંઝિસ્ટર જમીનને શેર કરતા નથી, તેથી સમર્પિત ડ્રાઇવ સર્કિટ અથવા અલગ પાવર સપ્લાયનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. આ ઉપરાંત, ઉપલા અને નીચલા પુલ હથિયારોના સામાન્ય વહનને રોકવા માટે, એક સર્કિટને બંધ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવી આવશ્યક છે અને પછી ચાલુ કરવી જોઈએ, એટલે કે, ડેડ ટાઇમ સેટ કરવો આવશ્યક છે, અને સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર વધુ જટિલ છે.

પુશ-પુલ સર્કિટ અને ફુલ-બ્રિજ સર્કિટનું આઉટપુટ એક સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર ઉમેરવું આવશ્યક છે. કારણ કે સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર કદમાં મોટું છે, કાર્યક્ષમતા ઓછી છે, અને વધુ ખર્ચાળ છે, પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ તકનીકના વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ-આવર્તન સ્ટેપ-અપ કન્વર્ઝન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ વિપરીત પ્રાપ્ત કરવા માટે થાય છે તે ઉચ્ચ પાવર ડેન્સિટી ઇન્વર્ટરની અનુભૂતિ કરી શકે છે. આ ઇન્વર્ટર સર્કિટનો આગળનો તબક્કો બુસ્ટ સર્કિટ પુશ-પુલ સ્ટ્રક્ચર અપનાવે છે, પરંતુ કાર્યકારી આવર્તન 20kHz ની ઉપર છે. બૂસ્ટ ટ્રાન્સફોર્મર ઉચ્ચ-આવર્તન ચુંબકીય કોર સામગ્રી અપનાવે છે, તેથી તે કદમાં નાનું છે અને વજનમાં પ્રકાશ છે. ઉચ્ચ-આવર્તન vers લટું પછી, તે ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા ઉચ્ચ-આવર્તન વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને પછી ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ વર્તમાન (સામાન્ય રીતે 300 વીથી ઉપર) ઉચ્ચ-આવર્તન રેક્ટિફાયર ફિલ્ટર સર્કિટ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, અને પછી પાવર ફ્રીક્વન્સી ઇન્વર્ટર સર્કિટ દ્વારા ver ંધી કરવામાં આવે છે.

આ સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર સાથે, ઇન્વર્ટરની શક્તિમાં મોટા પ્રમાણમાં સુધારો થયો છે, ઇન્વર્ટરનું નો-લોડ નુકસાન અનુરૂપ રીતે ઓછું થાય છે, અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થયો છે. સર્કિટનો ગેરલાભ એ છે કે સર્કિટ જટિલ છે અને વિશ્વસનીયતા ઉપરોક્ત બે સર્કિટ કરતા ઓછી છે.

ઇનવર્ટર સર્કિટનો નિયંત્રણ સર્કિટ

ઉપરોક્ત ઇન્વર્ટરના મુખ્ય સર્કિટ્સ બધાને કંટ્રોલ સર્કિટ દ્વારા સમજવાની જરૂર છે. સામાન્ય રીતે, ત્યાં બે નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ હોય છે: ચોરસ તરંગ અને સકારાત્મક અને નબળા તરંગ. ચોરસ તરંગ આઉટપુટ સાથેની ઇન્વર્ટર પાવર સપ્લાય સર્કિટ સરળ, ઓછી કિંમત છે, પરંતુ કાર્યક્ષમતા ઓછી છે અને હાર્મોનિક ઘટકોમાં મોટા છે. . સાઇન વેવ આઉટપુટ એ ઇન્વર્ટરનો વિકાસ વલણ છે. માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ તકનીકના વિકાસ સાથે, પીડબ્લ્યુએમ કાર્યોવાળા માઇક્રોપ્રોસેસર્સ પણ બહાર આવ્યા છે. તેથી, સાઇન વેવ આઉટપુટ માટેની ઇન્વર્ટર તકનીક પરિપક્વ થઈ છે.

1. ચોરસ તરંગ આઉટપુટવાળા ઇન્વર્ટર હાલમાં મોટે ભાગે પલ્સ-પહોળાઈ મોડ્યુલેશન ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સનો ઉપયોગ કરે છે, જેમ કે એસજી 3 525, ટીએલ 494 અને તેથી વધુ. પ્રેક્ટિસએ સાબિત કર્યું છે કે એસજી 3525 ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સનો ઉપયોગ અને પાવર એફઇટીનો ઉપયોગ સ્વિચિંગ પાવર ઘટકો તરીકે પ્રમાણમાં ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને ભાવ ઇન્વર્ટર પ્રાપ્ત કરી શકે છે. કારણ કે એસજી 3525 માં પાવર એફઇટી ક્ષમતાને સીધી રીતે ચલાવવાની ક્ષમતા છે અને તેમાં આંતરિક સંદર્ભ સ્રોત અને ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર અને અન્ડરવોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન ફંક્શન છે, તેથી તેનું પેરિફેરલ સર્કિટ ખૂબ સરળ છે.

2. સાઇન વેવ આઉટપુટ સાથે ઇન્વર્ટર કંટ્રોલ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ, સાઇન વેવ આઉટપુટવાળા ઇન્વર્ટરના નિયંત્રણ સર્કિટને માઇક્રોપ્રોસેસર દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે, જેમ કે ઇન્ટેલ કોર્પોરેશન દ્વારા ઉત્પાદિત 80 સી 196 એમસી, અને મોટોરોલા કંપની દ્વારા ઉત્પાદિત. એમ.પી. 16 અને પીઆઈ સી 16 સી 73 એમઆઈ-ક્રો ચિપ કંપની, વગેરે દ્વારા ઉત્પાદિત. ડેડ ટાઇમ દરમિયાન, સાઇન વેવ આઉટપુટ સર્કિટ, 80 સી 196 એમસીને સાઈન વેવ સિગ્નલ જનરેશન પૂર્ણ કરવા માટે, અને વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝેશન પ્રાપ્ત કરવા માટે એસી આઉટપુટ વોલ્ટેજને શોધવા માટે ઇન્ટેલ કંપનીની 80 સી 196 એમસીનો ઉપયોગ કરો.

ઇન્વર્ટરના મુખ્ય સર્કિટમાં પાવર ડિવાઇસીસની પસંદગી

ના મુખ્ય પાવર ઘટકોની પસંદગીinરંગીખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. હાલમાં, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા પાવર ઘટકોમાં ડાર્લિંગ્ટન પાવર ટ્રાંઝિસ્ટર (બીજેટી), પાવર ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાંઝિસ્ટર (એમઓએસ-એફ ઇટી), ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ ટ્રાંઝિસ્ટર (આઇજીબી) શામેલ છે. ટી) અને ટર્ન- th ફ થાઇરીસ્ટર (જીટીઓ), વગેરે, નાના-ક્ષમતાવાળા લો-વોલ્ટેજ સિસ્ટમ્સમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણો એમઓએસ એફઇટી છે, કારણ કે એમઓએસ એફઇટીમાં ઓન-સ્ટેટ વોલ્ટેજ ડ્રોપ ઓછું હોય છે અને આઇજી બીટીની સ્વિચિંગ આવર્તન સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ અને મોટી-ક્ષમતા પ્રણાલીઓમાં વપરાય છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે એમઓએસ એફઇટીનો on ન-સ્ટેટ પ્રતિકાર વોલ્ટેજના વધારા સાથે વધે છે, અને આઇજી બીટી મધ્યમ ક્ષમતાવાળા સિસ્ટમોમાં વધુ ફાયદો ધરાવે છે, જ્યારે સુપર-લાર્જ-ક્ષમતા (100 કેવીએથી ઉપર) સિસ્ટમોમાં, જીટીઓ સામાન્ય રીતે પાવર ઘટકો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.