फोटोव्होल्टेइक इन्व्हर्टरचे कार्य तत्त्व आणि वैशिष्ट्ये

इन्व्हर्टरचे कार्य तत्त्व:

इन्व्हर्टर यंत्राचा मुख्य भाग इन्व्हर्टर स्विच सर्किट आहे, ज्याला थोडक्यात इन्व्हर्टर सर्किट म्हणून संबोधले जाते.विद्युत इलेक्ट्रॉनिक स्विच चालू आणि बंद करून सर्किट इन्व्हर्टरचे कार्य पूर्ण करते.

वैशिष्ट्ये:

(1) उच्च कार्यक्षमता आवश्यक आहे.

सध्या सोलार सेलची किंमत जास्त असल्याने, सोलर सेलचा जास्तीत जास्त वापर आणि सिस्टीमची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आपण इन्व्हर्टरची कार्यक्षमता वाढवण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे.

(2) उच्च विश्वसनीयता आवश्यक आहे.

सध्या, फोटोव्होल्टेइक पॉवर स्टेशन सिस्टीम प्रामुख्याने दुर्गम भागात वापरली जाते, आणि अनेक पॉवर स्टेशन्स अप्राप्य आणि देखरेखीखाली आहेत, ज्यासाठी इन्व्हर्टरला वाजवी सर्किट संरचना, कठोर घटक निवडणे आवश्यक आहे आणि इन्व्हर्टरला विविध संरक्षण कार्ये असणे आवश्यक आहे, जसे की जसे: इनपुट डीसी पोलॅरिटी रिव्हर्स प्रोटेक्शन, एसी आउटपुट शॉर्ट सर्किट प्रोटेक्शन, ओव्हरहाटिंग, ओव्हरलोड प्रोटेक्शन इ.

(3) इनपुट व्होल्टेजला व्यापक श्रेणीचे अनुकूलन असणे आवश्यक आहे.

कारण सौर सेलचे टर्मिनल व्होल्टेज लोड आणि सूर्यप्रकाशाच्या तीव्रतेनुसार बदलते.विशेषत: जेव्हा बॅटरी वृद्ध होत असते, तेव्हा तिचे टर्मिनल व्होल्टेज मोठ्या प्रमाणात बदलते.उदाहरणार्थ, 12V बॅटरीसाठी, तिचा टर्मिनल व्होल्टेज 10V आणि 16V मध्ये बदलू शकतो, ज्यासाठी इन्व्हर्टरला मोठ्या DC इनपुट व्होल्टेज रेंजमध्ये सामान्यपणे काम करणे आवश्यक आहे.

फोटोव्होल्टेइक इन्व्हर्टर वर्गीकरण:

इन्व्हर्टरचे वर्गीकरण करण्याचे अनेक मार्ग आहेत.उदाहरणार्थ, इन्व्हर्टरद्वारे एसी व्होल्टेज आउटपुटच्या टप्प्यांच्या संख्येनुसार, ते सिंगल-फेज इनव्हर्टर आणि तीन-फेज इनव्हर्टरमध्ये विभागले जाऊ शकते;ट्रान्झिस्टर इनव्हर्टर, थायरिस्टर इनव्हर्टर आणि टर्न-ऑफ थायरिस्टर इनव्हर्टरमध्ये विभागलेले.इन्व्हर्टर सर्किटच्या तत्त्वानुसार, ते सेल्फ-एक्सायटेड ऑसिलेशन इन्व्हर्टर, स्टेप्ड वेव्ह सुपरपोझिशन इन्व्हर्टर आणि पल्स विड्थ मॉड्युलेशन इन्व्हर्टरमध्ये देखील विभागले जाऊ शकते.ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टीम किंवा ऑफ-ग्रिड सिस्टीममधील ऍप्लिकेशननुसार, ते ग्रिड-कनेक्टेड इन्व्हर्टर आणि ऑफ-ग्रिड इन्व्हर्टरमध्ये विभागले जाऊ शकते.ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक वापरकर्त्यांना इन्व्हर्टर निवडण्याची सुविधा देण्यासाठी, येथे फक्त इन्व्हर्टरचे विविध लागू प्रसंगांनुसार वर्गीकरण केले आहे.

1. केंद्रीकृत इन्व्हर्टर

केंद्रीकृत इन्व्हर्टर तंत्रज्ञान असे आहे की अनेक समांतर फोटोव्होल्टेइक स्ट्रिंग एकाच केंद्रीकृत इन्व्हर्टरच्या DC इनपुटशी जोडलेले आहेत.साधारणपणे, थ्री-फेज IGBT पॉवर मॉड्यूल्स उच्च पॉवरसाठी वापरले जातात आणि फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टर कमी पॉवरसाठी वापरले जातात.व्युत्पन्न केलेल्या पॉवरची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी डीएसपी कंट्रोलरचे रूपांतर करते, ज्यामुळे ते साइन वेव्ह करंटच्या अगदी जवळ जाते, सामान्यत: मोठ्या फोटोव्होल्टेइक पॉवर प्लांट्ससाठी (>10kW) सिस्टममध्ये वापरले जाते.सर्वात मोठे वैशिष्ट्य म्हणजे सिस्टमची शक्ती जास्त आहे आणि खर्च कमी आहे, परंतु वेगवेगळ्या पीव्ही स्ट्रिंग्सचे आउटपुट व्होल्टेज आणि करंट बहुतेक वेळा पूर्णपणे जुळत नसल्यामुळे (विशेषत: जेव्हा ढगाळ, सावली, डागांमुळे पीव्ही स्ट्रिंग अंशतः अवरोधित होतात) , इ.), केंद्रीकृत इन्व्हर्टरचा अवलंब केला जातो.मार्ग बदलल्याने इन्व्हर्टर प्रक्रियेची कार्यक्षमता कमी होईल आणि वीज वापरकर्त्यांची ऊर्जा कमी होईल.त्याच वेळी, फोटोव्होल्टेइक युनिट गटाच्या खराब कामकाजाच्या स्थितीमुळे संपूर्ण फोटोव्होल्टेइक सिस्टमची वीज निर्मिती विश्वसनीयता प्रभावित होते.नवीनतम संशोधन दिशा म्हणजे स्पेस वेक्टर मॉड्युलेशन कंट्रोलचा वापर आणि आंशिक लोड परिस्थितीत उच्च कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी इनव्हर्टरच्या नवीन टोपोलॉजिकल कनेक्शनचा विकास.

2. स्ट्रिंग इन्व्हर्टर

स्ट्रिंग इन्व्हर्टर मॉड्यूलर संकल्पनेवर आधारित आहे.प्रत्येक PV स्ट्रिंग (1-5kw) इन्व्हर्टरमधून जाते, DC बाजूला कमाल पॉवर पीक ट्रॅकिंग असते आणि AC बाजूला समांतर जोडलेली असते.बाजारात सर्वात लोकप्रिय इन्व्हर्टर.

अनेक मोठे फोटोव्होल्टेइक पॉवर प्लांट स्ट्रिंग इनव्हर्टर वापरतात.याचा फायदा असा आहे की मॉड्यूलमधील फरक आणि स्ट्रिंगमधील छायांकनामुळे त्याचा परिणाम होत नाही आणि त्याच वेळी फोटोव्होल्टेइक मॉड्यूल्स आणि इन्व्हर्टरच्या इष्टतम ऑपरेटिंग पॉइंटमधील विसंगती कमी होते, ज्यामुळे वीज निर्मिती वाढते.हे तांत्रिक फायदे केवळ सिस्टमची किंमत कमी करत नाहीत तर सिस्टमची विश्वासार्हता देखील वाढवतात.त्याच वेळी, "मास्टर-स्लेव्ह" ची संकल्पना स्ट्रिंग्स दरम्यान सादर केली गेली आहे, ज्यामुळे सिस्टम फोटोव्होल्टेइक स्ट्रिंगच्या अनेक गटांना एकत्र जोडू शकते आणि त्यापैकी एक किंवा अनेकांना उर्जेची एक स्ट्रिंग बनवू शकत नाही अशा स्थितीत कार्य करू शकते. एकच इन्व्हर्टर काम., त्यामुळे अधिक वीज निर्मिती होते.

नवीनतम संकल्पना अशी आहे की अनेक इन्व्हर्टर "मास्टर-स्लेव्ह" संकल्पनेऐवजी एकमेकांसोबत "टीम" बनवतात, ज्यामुळे सिस्टमची विश्वासार्हता आणखी एक पाऊल पुढे जाते.सध्या ट्रान्सफॉर्मरलेस स्ट्रिंग इन्व्हर्टरचा बोलबाला आहे.

3. मायक्रो इन्व्हर्टर

पारंपारिक PV प्रणालीमध्ये, प्रत्येक स्ट्रिंग इन्व्हर्टरचा DC इनपुट एंड सुमारे 10 फोटोव्होल्टेइक पॅनल्सने मालिकेत जोडलेला असतो.जेव्हा 10 पटल मालिकेत जोडलेले असतात, जर एक चांगले काम करत नसेल, तर या स्ट्रिंगवर परिणाम होईल.एकच MPPT इन्व्हर्टरच्या अनेक इनपुटसाठी वापरल्यास, सर्व इनपुट्सवरही परिणाम होईल, ज्यामुळे वीज निर्मितीची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात कमी होईल.व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये, ढग, झाडे, चिमणी, प्राणी, धूळ, बर्फ आणि बर्फ यांसारखे विविध अवरोध घटक वरील घटकांना कारणीभूत ठरतील आणि परिस्थिती अगदी सामान्य आहे.मायक्रो-इन्व्हर्टरच्या पीव्ही प्रणालीमध्ये, प्रत्येक पॅनेल मायक्रो-इन्व्हर्टरशी जोडलेले आहे.जेव्हा पॅनेलपैकी एक चांगले कार्य करू शकत नाही, तेव्हा फक्त या पॅनेलवर परिणाम होईल.इतर सर्व PV पॅनेल्स चांगल्या पद्धतीने काम करतील, ज्यामुळे एकूण प्रणाली अधिक कार्यक्षम होईल आणि अधिक ऊर्जा निर्माण होईल.प्रॅक्टिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये, स्ट्रिंग इन्व्हर्टर अयशस्वी झाल्यास, यामुळे अनेक किलोवॅट्स सोलर पॅनेल कार्य करण्यास अयशस्वी होतील, तर मायक्रो-इन्व्हर्टरच्या बिघाडाचा प्रभाव खूपच कमी असतो.

4. पॉवर ऑप्टिमायझर

सौर ऊर्जा निर्मिती प्रणालीमध्ये पॉवर ऑप्टिमायझरची स्थापना केल्याने रूपांतरण कार्यक्षमतेत मोठ्या प्रमाणात सुधारणा होऊ शकते आणि खर्च कमी करण्यासाठी इन्व्हर्टरची कार्ये सुलभ होऊ शकतात.स्मार्ट सोलर पॉवर जनरेशन सिस्टीम साकारण्यासाठी, डिव्हाइस पॉवर ऑप्टिमायझर खरोखरच प्रत्येक सोलर सेलला त्याचे उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन करू शकते आणि कधीही बॅटरी वापर स्थितीचे निरीक्षण करू शकते.पॉवर ऑप्टिमायझर हे पॉवर जनरेशन सिस्टीम आणि इन्व्हर्टर यांच्यातील एक उपकरण आहे आणि इन्व्हर्टरचे मूळ इष्टतम पॉवर पॉइंट ट्रॅकिंग फंक्शन बदलणे हे त्याचे मुख्य कार्य आहे.पॉवर ऑप्टिमायझर सर्किटला सरलीकृत करून सादृश्यतेद्वारे अत्यंत जलद इष्टतम पॉवर पॉइंट ट्रॅकिंग स्कॅनिंग करते आणि एकल सौर सेल पॉवर ऑप्टिमायझरशी संबंधित आहे, जेणेकरून प्रत्येक सौर सेल खरोखरच इष्टतम पॉवर पॉइंट ट्रॅकिंग साध्य करू शकेल, याव्यतिरिक्त, बॅटरीची स्थिती सुधारू शकते. कम्युनिकेशन चिप टाकून केव्हाही आणि कुठेही निरीक्षण केले जाते आणि समस्येची त्वरित तक्रार केली जाऊ शकते जेणेकरून संबंधित कर्मचारी शक्य तितक्या लवकर दुरुस्त करू शकतील.

फोटोव्होल्टेइक इन्व्हर्टरचे कार्य

इन्व्हर्टरमध्ये केवळ डीसी-एसी रूपांतरणाचे कार्य नाही तर सौर सेलचे कार्यप्रदर्शन आणि सिस्टम फॉल्ट संरक्षणाचे कार्य जास्तीत जास्त करण्याचे कार्य देखील आहे.सारांश, स्वयंचलित ऑपरेशन आणि शटडाउन फंक्शन्स, कमाल पॉवर ट्रॅकिंग कंट्रोल फंक्शन, अँटी-स्वतंत्र ऑपरेशन फंक्शन (ग्रीड-कनेक्टेड सिस्टमसाठी), ऑटोमॅटिक व्होल्टेज अॅडजस्टमेंट फंक्शन (ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टमसाठी), डीसी डिटेक्शन फंक्शन (ग्रीड-कनेक्टेड सिस्टमसाठी) आहेत. कनेक्टेड सिस्टम), DC ग्राउंडिंग डिटेक्शन फंक्शन (ग्रिड-कनेक्ट सिस्टमसाठी).येथे स्वयंचलित ऑपरेशन आणि शटडाउन फंक्शन्स आणि कमाल पॉवर ट्रॅकिंग कंट्रोल फंक्शनची थोडक्यात ओळख आहे.

(1) स्वयंचलित ऑपरेशन आणि स्टॉप फंक्शन

सकाळी सूर्योदयानंतर, सौर किरणोत्सर्गाची तीव्रता हळूहळू वाढते आणि सौर सेलचे उत्पादन देखील वाढते.इन्व्हर्टरला आवश्यक असलेली आउटपुट पॉवर पूर्ण झाल्यावर, इन्व्हर्टर आपोआप चालू होते.ऑपरेशनमध्ये प्रवेश केल्यानंतर, इन्व्हर्टर सर्व वेळ सोलर सेल मॉड्यूलच्या आउटपुटचे निरीक्षण करेल.जोपर्यंत सोलर सेल मॉड्यूलची आउटपुट पॉवर इन्व्हर्टरला काम करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या आउटपुट पॉवरपेक्षा जास्त आहे, तोपर्यंत इन्व्हर्टर चालूच राहील;ढगाळ आणि पाऊस असला तरीही सूर्यास्ताच्या वेळी तो थांबेल.इन्व्हर्टर देखील ऑपरेट करू शकतो.जेव्हा सोलर सेल मॉड्यूलचे आउटपुट लहान होते आणि इन्व्हर्टरचे आउटपुट 0 च्या जवळ असते, तेव्हा इन्व्हर्टर एक स्टँडबाय स्थिती तयार करेल.

(2) जास्तीत जास्त पॉवर ट्रॅकिंग कंट्रोल फंक्शन

सौर सेल मॉड्यूलचे उत्पादन सौर किरणोत्सर्गाच्या तीव्रतेनुसार आणि स्वतः सौर सेल मॉड्यूलचे तापमान (चिप तापमान) बदलते.याव्यतिरिक्त, सौर सेल मॉड्यूलचे वैशिष्ट्य आहे की विद्युत प्रवाहाच्या वाढीसह व्होल्टेज कमी होते, एक इष्टतम ऑपरेटिंग पॉइंट आहे जिथे जास्तीत जास्त शक्ती मिळवता येते.सौर किरणोत्सर्गाची तीव्रता बदलत आहे, आणि स्पष्टपणे इष्टतम कार्य बिंदू देखील बदलत आहे.या बदलांच्या सापेक्ष, सोलर सेल मॉड्यूलचा ऑपरेटिंग पॉइंट नेहमी जास्तीत जास्त पॉवर पॉइंटवर असतो आणि सिस्टम नेहमी सोलर सेल मॉड्यूलमधून जास्तीत जास्त पॉवर आउटपुट मिळवते.हे नियंत्रण कमाल पॉवर ट्रॅकिंग नियंत्रण आहे.सोलर पॉवर सिस्टमसाठी इनव्हर्टरचे सर्वात मोठे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यात कमाल पॉवर पॉइंट ट्रॅकिंग (MPPT) चे कार्य समाविष्ट आहे.