بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله قصد داریم اینورتر سه فاز خورشیدی بهینه ای را برای سیستم خورشیدی پیشنهاد دهیم. این اینورتر بیشتر در سیستم های خورشیدی متصل به شبکه کاربرد دارد. در طراحی این اینورتر از مبدل کاک استفاده کردیم. این طراحی اگرچه بخاطر استفاده از مبدل کاک گران می باشد اما دارای تلفات سوئیچ زنی حداقل است و بازده بالایی دارد. در این طراحی به دلیل وجود سلف در طبقه ورودی و خروجی کانورتر می توان یک مشخصه خروجی از جریان ورودی و خروجی به لحاظ کاهش ریپل و نوسانات فراهم کرد.
-1 مقدمه
امروزه بطور فراگیری استفاده از انرژیهای تجدید پذیر در همه جا باب شده است. این انرژی ارزان و رایگان و تمام نشدنی و بالطبع تجدید پذیر است و قابلیت استفاده در بیشتر نقاط کره خاکی را دارا است. مانند هر سیستمی دیگر سیستم فتوولتائیک دارای تجهیزاتی است که از بهم پیوستگی این تجهیزات این سیستم شگفت انگیز شکل می گیرد. پنل ها، شارژ کنترلرها و مبدل ها و غیره ... از تجهیزات اساسی سلول های فتوولتائیک هستند. امروزه با کاهش درآمد خانواده ها و افزایش قیمت برق بکار گیری سیستمی ارزان که بتواند نیازهای الکتریکی یک قشر از جامعه را با هزینه کمتر از آنچه که اکنون است از بین ببرد، بیش از پیش احساس میشود. از طرفی با افزایش سطح زندگی مردم این انرژی باید بطور مستمر و پایدار موجود باشد. سیستم های جدید باید دارای بازده بالا و تلفات کمتر باشند و همینطور از هزینه های ثابت و متغییر کمتری بهره ببرند.
در اینجا ما تلاش نمودیم با طراحی اینورتری بازده را بالا برده و تلفات را کاهش دهیم.
در ابتدا به معرفی انواع اینورترهای مورد استفاده در سیستم های خورشیدی می پردازیم و کانورتر کاک را بیان و شبیه سازی می نماییم و در نهایت به شبیه سازی اینورتر پیشنهادی می پردازیم.
-1-1اینورتر
اینورترها در سیستم های خورشیدی بسیار حائز اهمیت هستند و نقش اساسی و مهمی را بر عهده دارند. برق تولیدی توسط سیستم های خورشیدی از نوع فرکانس صفر یا DC است در صورتیکه برق مورد استفاده در تجهیزات الکتریکی منازل ما از جمله یخچالها، ماشین لباسشویی و ... از نوع AC است. در نتیجه نیاز به دستگاهی که چنین کاری را برای ما انجام دهد احساس می شود. این عمل توسط دستگاههای نوسان ساز الکترونیکی قدرت بالا به نام اینورتر انجام می شود.
درواقع اینورتر یا درایو AC به دستگاهی گفته میشود که به کمک آن میتوان سرعت یک موتور AC سه فاز را کنترل کرد بدون آنکه قدرت و گشتاور موتور کاهش یابد. از نظر ورودی اینورترها به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم میگردند. البته خروجی همه آنها سه فاز است.
اینورتر های خورشیدی دارای انواع متفاوتی هستند که ما در اینجا به معرفی چند اینورتر متداول می پردازیم:
1؛1؛-1اینورتر REFU
در این اینورتر ساختار بای پس AC وجود دارد و تغییرات ولتاژ در طی فیلتر آن بصورت دو قطبی است. همچنین این اینورتر دارای جریان نشتی کم است و در سال 2007 ساخته شده است. ساختار این اینورتر بصورت زیر است:
شکل:1 ساختار اینورتر REFU
1؛-2-1اینورتر چند سطحی از مبتنی بر برشگر نقطه خنثی
ساختار اینورترهای چند سطحی از نوع برشگر خنثی - NPC - برای اولین بار توسط NABAE و همکاران در سال 1980 ارائه شد. از مزایای این اینورتر ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
· پیشرفت های بسیار زیادی را در پایین آوردن تغییرات ولتاژ نسبت به زمان و همچنین استرس کلید ها بوجود آورد.
· تمامی فازهای این اینورتر یک باس Dc مشترک را به اشتراک می گذارند.
· این ساختار دارای تنوع خوبی برای اینورترهای سه فاز و تک فاز دارد.
از مشکلات این اینورتر ها نیز می توان به موارد زیر اشاره نمود:
· این ساختار به دیود های برشگر سرعت بالا نیازمند است که بایستی قادر به حمل جریان کار بار باشد و اینها عواملی هستند که “استرس بازیابی معکوس“ را تشدید می کنند. اگر چه اقداماتی برای کاهش این مشکل می توان انجام داد ولی با این حال این موضوع با این مشکل مطرح است.
· مسئله حفظ تعادل شارژ هنوز هم در این نوع اینورتر جای بحث و گمانه زنی دارد.
شکل:2 اینورتر NPC
ساختار اینورتر NPC سه سطحی با بارهای ضریب توان بالا به خوبی کار می نماید و ساختار اینورهای NPC با بیش از سه سطح اغلب برای مدارهای جبران ساز توان راکتیو استاتیکی استفاده می شود. این امر ممکن است مربوط به مسائل تعدد تعداد خازن باشد. در ساختار اینورتر NPC استفاده از مدولاسیون NTV به دلیل اینکه دارای طرح مدولاسیون با حداقل استرس و عملکرد طیفی عالی می باشد، به سایر روش های دیگر بیشتر ترجیح داده می شود.
1؛-3-1ساختار اینورتر سه سطحی نیم پل تکفاز از نوع V-NPC
