Envèseur yo fè pati yon gwo gwoup konvètisè estatik, ki gen ladan anpil nan jodi a.'aparèy ki kapab"konvèti"paramèt elektrik nan antre, tankou vòltaj ak frekans, pou pwodui yon sòti ki konpatib ak egzijans chaj la.

Anjeneral, envèstisè yo se aparèy ki kapab konvèti kouran dirèk an kouran altènatif epi yo byen komen nan aplikasyon automatisation endistriyèl ak kondwi elektrik. Achitekti ak konsepsyon diferan kalite envèstisè yo chanje selon chak aplikasyon espesifik, menm si nwayo prensipal objektif yo se menm nan (konvèsyon DC an AC).

1. Envèseur endepandan ak konekte sou griy

Envèseur yo itilize nan aplikasyon fotovoltaik yo istorikman divize an de kategori prensipal:

:Envèstisè endepandan

:Envèstisè konekte ak griy

Envèstisè endepandan yo fèt pou aplikasyon kote plant fotovoltaik la pa konekte ak rezo prensipal distribisyon enèji a. Envèstisè a kapab bay chaj ki konekte yo enèji elektrik, sa ki asire estabilite paramèt elektrik prensipal yo (vòltaj ak frekans). Sa kenbe yo nan limit predefini, sa ki kapab reziste sitiyasyon surcharge tanporè. Nan sitiyasyon sa a, envèstisè a makonnen ak yon sistèm depo batri pou asire yon ekipman pou enèji konsistan.

Nan lòt men an, envèstisè ki konekte ak rezo elektrik la kapab senkronize ak rezo elektrik kote yo konekte a paske, nan ka sa a, vòltaj ak frekans yo"enpoze"pa rezo prensipal la. Envèstisè sa yo dwe kapab dekonekte si rezo prensipal la gen yon pann pou evite nenpòt posib alimantasyon envès nan rezo prensipal la, sa ki ta ka reprezante yon danje grav.

Figi 1 - Egzanp sistèm endepandan ak sistèm konekte sou griy. Imaj koutwazi Biblus.

2.Ki wòl kondansateur otobis la?

Objektif yon envèstisè se transfòme yon vòltaj fòm vag DC an yon siyal AC pou enjekte pouvwa nan yon chaj (pa egzanp, rezo elektrik la) nan yon frekans bay ak yon ti ang faz (φ ≈0). Yon sikwi senplifye pou yon sèl faz unipolè Pulse-Width Modulation (PWM) yo montre nan Figi2 (Menm konplo jeneral la ka pwolonje pou yon sistèm twa faz). Nan konplo sa a, yon sistèm fotovoltaik, k ap aji kòm yon sous vòltaj DC ak yon sèten enduktans sous, transfòme an yon siyal AC atravè kat switch IGBT an paralèl ak dyòd lib. Switch sa yo kontwole nan pòtay la atravè yon siyal PWM, ki tipikman se pwodiksyon yon IC ki konpare yon ond pòtè (anjeneral yon ond sinis nan frekans pwodiksyon vle a) ak yon ond referans nan yon frekans siyifikativman pi wo (tipikman yon ond triyang nan 5-20kHz). Pwodiksyon IGBT yo transfòme an yon siyal AC ki apwopriye pou itilizasyon oswa enjeksyon griy atravè aplikasyon divès topoloji filtè LC.

Jwenn yon sitasyon

Figi 2: Modilasyon Lajè Pulsasyon (PWM) monofazkonfigirasyon varyateur. Switch IGBT yo, ansanm ak filtè pwodiksyon LC a, fòme siyal antre DC a an yon siyal AC itilizab. Sa pwovoke yonondilasyon vòltaj danjere atravè tèminal PV yo. Bis laKondansateur a gwosè pou diminye ondilasyon sa a.

Fonksyònman IGBT yo entwodui yon vòltaj ondilasyon sou tèminal seri fotovoltaik la. Ondilasyon sa a danjere pou fonksyònman sistèm fotovoltaik la, paske vòltaj nominal ki aplike nan tèminal yo ta dwe kenbe nan pwen maksimòm puisans (MPP) koub IV la pou kapab ekstrè plis puisans posib. Yon ondilasyon vòltaj sou tèminal fotovoltaik yo pral fè puisans ki ekstrè nan sistèm nan osilan, sa ki lakòz...

yon pwodiksyon pouvwa mwayèn ki pi ba (Figi 3). Yo ajoute yon kondansateur sou bis la pou lis ondilasyon vòltaj la.

Figi 3: Yon ondilasyon vòltaj ki entwodui sou tèminal PV yo pa konplo envèstisè PWM lan deplase vòltaj aplike a soti nan pwen maksimòm pouvwa (MPP) seri PV a. Sa entwodui yon ondilasyon nan pwodiksyon pouvwa seri a pou ke pouvwa pwodiksyon mwayèn nan pi ba pase MPP nominal la.

Anplitid (pik a pik) ondilasyon vòltaj la detèmine pa frekans komitasyon an, vòltaj PV a, kapasitans bis la, ak enduktans filtè a dapre:

kote:

VPV se vòltaj DC panèl solè a,

Cbus se kapasitans kondansateur bis la,

L se enduktans enduktans filtè yo,

fPWM se frekans komitasyon an.

Ekwasyon (1) an aplike a yon kondansateur ideyal ki anpeche chaj koule nan kondansateur a pandan chaj la epi ki dechaje enèji ki sitiye nan chan mayetik la san okenn rezistans. An reyalite, pa gen okenn kondansateur ki ideyal (Figi 4) men ki konpoze de plizyè eleman. Anplis kapasitans ideyal la, dyeelektrik la pa parfe rezistif epi yon ti kouran flit koule soti nan anod la rive nan katod la sou yon rezistans shunt fini (Rsh), kontoune kapasitans dyeelektrik la (C). Lè kouran ap koule nan kondansateur a, broch yo, papye yo, ak dyeelektrik la pa parfe kondiktè epi gen yon rezistans seri ekivalan (ESR) an seri ak kapasitans lan. Finalman, kondansateur a estoke kèk enèji nan chan mayetik la, kidonk gen yon enduktans seri ekivalan (ESL) an seri ak kapasitans lan ak ESR a.

Figi 4: Sikwi ekivalan yon kondansateur jenerik. Yon kondansateur sekonpoze de anpil eleman ki pa ideyal, tankou kapasitans dyelèktrik (C), yon rezistans shunt ki pa enfini nan dyelèktrik la ki kontoune kondansateur a, rezistans seri (ESR), ak enduktans seri (ESL).

Menm nan yon konpozan ki sanble senp tankou yon kondansateur, gen plizyè eleman ki ka gen pwoblèm oswa degrade. Chak nan eleman sa yo ka afekte konpòtman envèstisè a, ni sou bò AC ni sou bò DC. Pou detèmine efè degradasyon konpozan kondansateur ki pa ideyal yo genyen sou ondilasyon vòltaj ki entwodui atravè tèminal PV yo, yo te simile yon envèstisè pon H unipolè PWM (Figi 2) lè l sèvi avèk SPICE. Kondansateur filtre yo ak enduktè yo kenbe a 250µF ak 20mH, respektivman. Modèl SPICE yo pou IGBT yo sòti nan travay Petrie et al. Siyal PWM a, ki kontwole switch IGBT yo, detèmine pa yon sikwi konparatè ak yon sikwi konparatè envèsisè pou switch IGBT bò wo ak bò ba yo, respektivman. Antre pou kontwòl PWM yo se yon ond transpòtè sinis 9.5V, 60Hz ak yon ond triyangilè 10V, 10kHz.