تزريق توان اكتيو از سلولهاي خورشيدي به شبكه تكفاز از طريق ميكرواينورتر

كارشناسي ارشد

با توجه به افزايش تقاضا انرژي و هزينه در چند سال اخير و كاهش قيمت سيستم¬هاي فتوولتائيك، امكان وصل سيستم¬هاي فتوولتائيك به شبكه افزايش يافته است. سيستم¬هاي فتوولتائيك متصل به شبكه، حداكثر توان را از آرايه¬هاي فتوولتائيك اخذ كرده و به شبكه تزريق مي¬كنند. اغلب سيستم¬هاي متصل به شبكه، به منظور تزريق توان آرايه¬هاي فتوولتائيك به شبكه در ضريب توان واحد به كار مي¬روند. سيستم-هاي فتوولتائيك متصل به شبكه در بسياري از كشورهاي جهان در واحدهاي كوچك از يك كيلووات الي 5 كيلووات در بام منازل مسكوني و در واحدهاي بزرگتر به صورت نيروگاه¬هاي فتوولتائيك نصب و راه¬اندازي مي¬شود. به منظور طراحي ميكرواينورتر متصل به شبكه مسائل مختلفي بايد در نظر گرفته شود. اين مسائل شامل پيكربندي مدار، بازده اينورتر، اجرايMPPT ، كيفيت توان و هزينه است. انتخاب پيكربندي مدار بستگي به ولتاژ ورودي و تعداد مراحل پردازش توان دارد. در ميكرواينورتر پيشنهادي سطح توان براي انجام شبيه¬سازي، 3.5kW تك¬فاز مي¬باشد كه در مصارف خانگي و تجاري مورد استفاده قرار مي¬گيرد. ميكرواينورتر چند مرحله¬اي (DC-AC-DC-AC) ايده¬آل براي فراهم كردن تمام ويژگي¬هاي مطلوب سيستم متصل كننده به شبكه و تغذيه بار پيشنهاد شده است. اين ميكرواينورتر داراي چهار بخش اصلي، تمام¬پل فركانس بالا شيفت فاز، ترانسفورماتور فركانس بالا، يكسوساز تك¬فاز و اينورتر تكفاز (تمام¬پل) فركانس پايين (فركانس شبكه) مي¬باشد. در قسمت اول ولتاژ dcتوليد شده توسط سلول¬هاي خورشيدي به وسيله Full-Bridgeبه برق ac فركانس بالا تبديل مي¬شود كه توپولوژي آن Full Bridge Phase-Shift مي¬باشد، در اين طراحي با استفاده از المان¬هاي پارازيتي سوئيچ¬هاي قدرت و سلف اضافه شده در مسير ترانسفورمر فركانس بالا و با تكنيك ZVS باعث كاهش تلفات سوئيچينگ، افزايش فركانس كليدزني و همچنين كاهش حجم ترانسفورماتور و سلف مي¬شود. در قسمت دوم برق acفركانس بالا از ترانسفورماتور فركانس بالا عبور مي¬كند كه در اين مرحله ترانسفورماتور براي ما دو كار مهم انجام مي¬دهد، اول اينكه سطح ولتاژ توليدي را بدون وجود محدوديت در بهره ولتاژ و باتوجه به نسبت تعداد دور سيم پيچي ثانويه به اوليه ترانسفورماتور به سطح ولتاژ مطلوب تبديل مي¬كند و دوم اينكه باعث ايجاد ايزولاسيون بين بخش dcاز بخش acمي¬شود و به دليل وجود اين جداسازي ايمني و قابليت اطمينان سيستم را افزايش مي¬دهد. در قسمت سوم ولتاژ ac فركانس بالا توليد شده با سطح ولتاژ مطلوب، توسط يكسوساز به برق dcتبديل مي¬شود در اين قسمت براي افزايش راندمان سيستم به جاي استفاده از ديود در پل¬ديودي از ماسفت استفاده مي¬كنيم و همچنين با طراحي مدار كنترل مناسب براي يكسوساز ماسفت¬هاي موردنظر نيز به صورت سوئيچينگ نرم روشن مي¬شوند كه كاهش تلفات كليدزني را نيز در پي دارد. در نهايت در قسمت چهارم برق dcتوليدي، توسط اينورتر تك¬فاز فركانس پايين به روش مدولاسيون تك¬قطبي ولتاژ ac 50 هرتز را به شبكه و بار تزريق مي¬كند.

195171

دانشگاه علم و صنعت ايران

قدرت - ماشين‌هاي الكتريكي و الكترونيك قدرت

دكتر عباس شولائي