کارایی اینورترهای خورشیدی

کارایی اینورترهای خورشیدی به بازار رو به رشد اینورترهای خورشیدی (اینورترهای فتوولتائیک) به دلیل تقاضا برای انرژی های تجدید پذیر اشاره دارد. و این اینورترها به راندمان و قابلیت اطمینان بسیار بالایی نیاز دارند. مدارهای برق مورد استفاده در این اینورترها مورد بررسی قرار گرفت و بهترین انتخاب برای دستگاه های کلید و یکسو کننده پیشنهاد شد. ساختار کلی اینورتر فوتوالکتریک در شکل 1 نشان داده شده است و سه اینورتر مختلف برای انتخاب وجود دارد. نور خورشید به ماژول های خورشیدی متصل به صورت سری می تابد، هر ماژول شامل مجموعه ای از واحدهای سلول خورشیدی متصل به صورت سری است. ولتاژ جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط ماژول های خورشیدی بسته به شرایط روشنایی آرایه ماژول، دمای باتری و تعداد ماژول های سری در حدود چند صد ولت است.
وظیفه اصلی این نوع اینورتر تبدیل ولتاژ DC ورودی به یک مقدار پایدار است. این عملکرد از طریق مبدل تقویت کننده به دست می آید و به یک سوئیچ تقویت کننده و دیود تقویت کننده نیاز دارد. در ساختار اول، پس از مرحله بوست، یک مبدل پل کامل ایزوله وجود دارد. عملکرد ترانسفورماتور پل کامل، ایجاد ایزوله است. دومین مبدل پل کامل روی خروجی برای تبدیل DC مبدل پل کامل مرحله اول به ولتاژ AC استفاده می شود. خروجی آن قبل از اتصال به شبکه برق متناوب از طریق یک سوئیچ رله تماسی اضافی فیلتر می شود، با هدف ایجاد ایزولاسیون ایمن در هنگام وقوع خطا و ایزوله شدن از شبکه برق در شب. ساختار دوم یک طرح غیر ایزوله است. در میان آنها، ولتاژ AC AC مستقیماً توسط خروجی ولتاژ DC از مرحله بوست تولید می شود. ساختار سوم از ساختار توپولوژی نوآورانه ای از کلیدهای برق و دیودهای قدرت استفاده می کند که عملکردهای تقویت و تولید AC AC را در یک توپولوژی اختصاصی ادغام می کند. اگرچه راندمان تبدیل پنل های خورشیدی بسیار پایین است، اما حفظ راندمان اینورتر تا حد امکان نزدیک به 100 درصد است. در آلمان، ماژول سری 3 کیلووات نصب شده روی سقف رو به جنوب، انتظار می رود سالانه 2550 کیلووات ساعت برق تولید کند. اگر راندمان اینورتر از 95 درصد به 96 درصد افزایش یابد، می توان سالانه 25 کیلووات ساعت اضافی تولید کرد. هزینه استفاده از ماژول های خورشیدی اضافی برای تولید این 25 کیلووات ساعت معادل اضافه کردن یک اینورتر است. از آنجایی که افزایش راندمان از 95 درصد به 96 درصد هزینه اینورترها را دو برابر نمی کند، سرمایه گذاری در اینورترهای کارآمدتر یک انتخاب اجتناب ناپذیر است. برای طرح های نوظهور، بهبود راندمان اینورتر با مقرون به صرفه ترین رویکرد، یک معیار کلیدی طراحی است. قابلیت اطمینان و هزینه اینورترها دو معیار دیگر طراحی هستند. راندمان بالاتر می تواند نوسانات دما را در طول چرخه بار کاهش دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان را بهبود بخشد. بنابراین، این معیارها در واقع به هم مرتبط هستند. استفاده از ماژول ها نیز قابلیت اطمینان را بهبود می بخشد.