फोटोवोल्टिक इनवर्टर के मुख्य प्रकार और कार्य सिद्धांत

फोटोवोल्टिक इनवर्टर को मुख्य रूप से चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: केंद्रीकृत, स्ट्रिंग, वितरित और माइक्रो इनवर्टर। केंद्रीकृत इन्वर्टर प्रणाली में एक बड़ी कुल शक्ति होती है और इसका उपयोग मुख्य रूप से बड़े पैमाने पर परियोजनाओं में किया जाता है जैसे कि अच्छी रोशनी की स्थिति वाले ग्राउंड फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन; वितरित इनवर्टर को स्ट्रिंग इनवर्टर और माइक्रो इनवर्टर में विभाजित किया जा सकता है, जो आमतौर पर छोटे और मध्यम आकार के औद्योगिक, वाणिज्यिक और घरेलू फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, जिसमें स्ट्रिंग प्रकार मुख्य वितरित इन्वर्टर उत्पाद प्रकार होता है। वितरित इनवर्टर में केंद्रीकृत और स्ट्रिंग-प्रकार दोनों विशेषताएं हैं, और व्यापक रूप से माउंटेन फ्रंटरनर जैसी परियोजनाओं में उपयोग की जाती हैं। माइक्रो-इन्वर्टर प्रत्येक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के अधिकतम पावर पीक वैल्यू को स्वतंत्र रूप से ट्रैक करना है, और फिर उलटा होने के बाद एसी ग्रिड में विलय करना है। माइक्रो-इन्वर्टर की सिंगल-यूनिट क्षमता आमतौर पर 1kW से कम होती है।

केंद्रीकृत एक्सेस फोटोवोल्टिक समूह स्ट्रिंग्स की संख्या बड़ी है, और एकल क्षमता आमतौर पर 500KW से अधिक होती है। केंद्रीकृत इन्वर्टर बाजार में एक सामान्य प्रकार का फोटोवोल्टिक इन्वर्टर है। इसका कार्य सिद्धांत कई फोटोवोल्टिक मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न डीसी करंट को मर्ज करना और अधिकतम पावर पीक (एमपीपीटी) को ट्रैक करना है, और फिर केंद्रीकृत इन्वर्टर डायरेक्ट अल्टरनेटिंग करंट को परिवर्तित करता है और वोल्टेज को बढ़ाता है, ताकि ग्रिड बिजली उत्पादन का एहसास हो सके। एक एकल एमपीपीटी 2-12 फोटोवोल्टिक समूहों से सुसज्जित है। प्रत्येक MPPT की शक्ति 125-1000kW तक पहुँच सकती है, और प्रत्येक MPPT की क्षमता आमतौर पर 500KW से ऊपर होती है, जिसमें उच्च शक्ति और बड़ी क्षमता का लाभ होता है।

केंद्रीकृत इनवर्टर उपयोग की संख्या को कम कर सकते हैं, सिस्टम की लागत और नुकसान को कम कर सकते हैं और केंद्रीकृत प्रबंधन की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। केंद्रीकृत इनवर्टर की बड़ी क्षमता के फायदों के कारण, उसी पैमाने के फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों के लिए केंद्रीकृत इनवर्टर का उपयोग उपयोग किए जाने वाले इनवर्टर की संख्या को बहुत कम कर सकता है, सिस्टम के समग्र सर्किट नुकसान को कम कर सकता है और केंद्रीकृत स्थापना और प्रबंधन की सुविधा प्रदान कर सकता है। इसी समय, केंद्रीकृत पलटनेवाला में उच्च स्तर का एकीकरण, सरल नियंत्रण, अपेक्षाकृत परिपक्व तकनीक और कम इकाई लागत होती है। दो कारकों का संयोजन पावर स्टेशन सिस्टम की उपकरण लागत को बहुत कम कर सकता है।

केंद्रीकृत इनवर्टर का उपयोग हार्मोनिक्स को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है और सिस्टम की समग्र बिजली उत्पादन गुणवत्ता में सुधार कर सकता है। गैर-साइनसॉइडल चार्ज के फूरियर अपघटन का प्रदर्शन करते समय, हमें मौलिक आवृत्ति से अधिक चार्ज का एक हिस्सा मिलेगा, अर्थात हार्मोनिक, जिसकी आवृत्ति आमतौर पर मौलिक आवृत्ति का पूर्णांक गुणक होती है। हार्मोनिक्स पावर ग्रिड के शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा पर हार्मोनिक वोल्टेज ड्रॉप का उत्पादन करेगा, जिससे वोल्टेज तरंग प्रभावित होगी; सिस्टम में स्थानीय श्रृंखला-समानांतर अनुनाद पैदा करना आसान है, जिसके परिणामस्वरूप उपकरण क्षति होती है। उपयोग किए जाने वाले केंद्रीकृत इनवर्टर की संख्या छोटी है, जो श्रृंखला और समानांतर की संख्या को कम कर सकती है, और हार्मोनिक सामग्री को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है, जिससे बिजली उत्पादन में मौलिक तरंगों का अनुपात सुनिश्चित होता है, और समग्र बिजली उत्पादन गुणवत्ता में सुधार होता है।

डीसी इनपुट के कई सेटों से कनेक्ट करना, केंद्रीकृत एमपीपीटी वोल्टेज रेंज संकीर्ण है, जो समग्र बिजली उत्पादन प्रदर्शन को प्रभावित करता है। केंद्रीकृत इन्वर्टर के एकल एमपीपीटी से जुड़े पीवी स्ट्रिंग्स की संख्या बड़ी है, और पीवी स्ट्रिंग्स के प्रत्येक समूह को सटीक रूप से नियंत्रित करना असंभव है, इसलिए यह गारंटी नहीं दे सकता है कि प्रत्येक स्ट्रिंग सबसे अच्छे कार्य बिंदु पर है, इस प्रकार समग्र सिस्टम लागत को कम करता है . बिजली उत्पादन दक्षता। केंद्रीकृत एमपीपीटी की वोल्टेज रेंज आम तौर पर 500-850वी की सीमा में होती है। संकीर्ण एमपीपीटी वोल्टेज रेंज के कारण, केंद्रीकृत इन्वर्टर की एडजस्टेबिलिटी खराब है। बादल छाए रहने जैसी असंतोषजनक रोशनी की स्थिति में, सिस्टम का वोल्टेज इन्वर्टर एमपीपीटी के न्यूनतम वोल्टेज से कम होता है, और सामान्य बिजली उत्पादन नहीं किया जा सकता है, जो बिजली उत्पादन समय को प्रभावित करता है। साथ ही, डीसी इनपुट के कई सेटों तक पहुंचने की अपनी विशेषताओं के कारण, फोटोवोल्टिक सिस्टम को घटकों के बीच अच्छे अनुकूलन प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। एक बार जब कोई एक घटक विफल हो जाता है, तो यह सिस्टम की समग्र बिजली उत्पादन और बिजली उत्पादन दक्षता को प्रभावित करेगा।

केंद्रीकृत इन्वर्टर आकार में बड़ा होता है और इसे एक समर्पित कंप्यूटर कक्ष में रखने की आवश्यकता होती है, जिससे स्थापना की कठिनाई बढ़ जाती है। एकल इकाई की बड़ी क्षमता के कारण, केंद्रीकृत इन्वर्टर का आयतन और वजन बड़ा होता है, और प्लेसमेंट के लिए एक विशेष उपकरण कक्ष को बाहर स्थापित करने की आवश्यकता होती है। समर्पित कंप्यूटर कक्ष एक बड़े क्षेत्र में व्याप्त है, जो सिस्टम की समग्र भूमि लागत में वृद्धि करते हुए स्थापना की कठिनाई को बढ़ाता है। इसके अलावा, उपकरण कक्ष की वायुरोधीता के कारण, उपकरण कक्ष में इन्वर्टर रखने से उपकरण कक्ष के अंदर खराब वेंटिलेशन होगा, जिसके परिणामस्वरूप थर्मल समस्याएं होंगी।

स्ट्रिंग इन्वर्टर एक मॉड्यूलर डिज़ाइन को अपनाता है, जो विकेंद्रीकृत एमपीपीटी अनुकूलन का एहसास कर सकता है। स्ट्रिंग फोटोवोल्टिक इन्वर्टर का उपयोग करने वाला पावर स्टेशन सिस्टम आमतौर पर इन्वर्टर के माध्यम से पहले मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न डीसी करंट को परिवर्तित करता है, और फिर संगम, स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मेशन और एसी पावर डिस्ट्रीब्यूशन के बाद इसे एसी ग्रिड में मिला देता है। केंद्रीकृत इन्वर्टर की तुलना में, स्ट्रिंग इन्वर्टर एक मॉड्यूलर डिज़ाइन को अपनाता है और इसमें कई एमपीपीटी होते हैं; प्रत्येक एमपीपीटी से जुड़े पीवी मॉड्यूल की संख्या कम होती है, आमतौर पर 1-4 समूह, जो वितरित एमपीपीटी का एहसास कर सकते हैं। सर्वश्रेष्ठ की तलाश करें। चूंकि कुछ एक्सेस टर्मिनल हैं, जब एक घटक विफल हो जाता है, तो यह केवल घटक के अनुरूप मॉड्यूल की बिजली उत्पादन को प्रभावित करेगा, यह सुनिश्चित करता है कि समग्र फोटोवोल्टिक प्रणाली की बिजली उत्पादन क्षमता एक घटक से प्रभावित नहीं होती है, और हल करना केंद्रीकृत फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों की बेमेल समस्या।

स्ट्रिंग एमपीपीटी में एक विस्तृत वोल्टेज रेंज है, जो सिस्टम के बिजली उत्पादन समय और बिजली उत्पादन में सुधार कर सकती है। स्ट्रिंग इन्वर्टर की MPPT वोल्टेज रेंज चौड़ी है, आमतौर पर 200V -1000V, और एडजस्टेबिलिटी अच्छी है। बिजली उत्पादन के लिए अपर्याप्त प्रकाश या प्रतिकूल मौसम के मामले में, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल का समग्र वोल्टेज कम होगा। व्यापक एमपीपीटी वोल्टेज रेंज कम इनपुट वोल्टेज को कवर कर सकती है, इस प्रकार सिस्टम के बिजली उत्पादन समय को सुनिश्चित करती है और समग्र बिजली उत्पादन में सुधार करती है।

कई इनवर्टर को समानांतर करने से तार का नुकसान बढ़ जाता है और अनुनाद समस्याओं का खतरा होता है। केंद्रीकृत इनवर्टर की तुलना में, स्ट्रिंग इनवर्टर की व्यक्तिगत क्षमता छोटी होती है, आमतौर पर 100KW या उससे कम; समान पैमाने के फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों के लिए, स्ट्रिंग इनवर्टर का उपयोग करने से इनवर्टर की संख्या में वृद्धि होगी। एकाधिक स्ट्रिंग इनवर्टर समानांतर में जुड़े होंगे, और उपयोग किए जाने वाले इनवर्टर की संख्या बढ़ने पर वायर लॉस बढ़ेगा। इसी समय, कई इनवर्टर के समानांतर कनेक्शन से कुल हार्मोनिक्स में वृद्धि होगी, दमन की कठिनाई बढ़ जाएगी, प्रतिध्वनि की समस्या अधिक गंभीर होगी, और यह आसानी से बिजली के उपकरणों की विफलता और जलने का कारण बनेगी।

वितरित इन्वर्टर एक नए प्रकार का इन्वर्टर है जो केंद्रीकृत और स्ट्रिंग प्रकार के लाभों को जोड़ता है। वितरित इन्वर्टर एक अपेक्षाकृत नए प्रकार का फोटोवोल्टिक इन्वर्टर है, जिसमें केंद्रीकृत इन्वर्टर और स्ट्रिंग इन्वर्टर की विशेषताएं होती हैं। वितरित इनवर्टर को केंद्रीकृत इन्वर्टर और विकेंद्रीकृत अनुकूलन के रूप में समझा जा सकता है। सबसे पहले, अधिकतम पावर पीक ट्रैकिंग (एमपीपीटी) को कई स्ट्रिंग इनवर्टर के माध्यम से अलग से किया जाता है, और फिर केंद्रीकृत इनवर्टर को संगम के बाद एसी पावर ग्रिड में बदल दिया जाता है। केंद्रीकृत इनवर्टर की तुलना में, वितरित इनवर्टर में उत्कृष्ट स्वतंत्र प्रदर्शन, उच्च शक्ति उत्पादन और समग्र प्रणाली स्थिरता के फायदे हैं; स्ट्रिंग इनवर्टर की तुलना में, वितरित इनवर्टर विकेंद्रीकृत अनुकूलन का उपयोग करते हैं। बाद वाला केंद्रीकृत संगम इन्वर्टर सिस्टम की उपकरण लागत को बहुत कम कर देता है। वर्तमान में, यह मुख्य रूप से चीन में कुछ प्रमुख प्रदर्शन आधार परियोजनाओं में उपयोग किया जाता है। वितरित इन्वर्टर समाधान के देर से विकास के कारण, परियोजना का अनुभव पर्याप्त नहीं है, और बड़े पैमाने पर आवेदन अभी तक नहीं बना है; साथ ही, केंद्रीकृत इन्वर्टर विधि के कारण, इस समाधान को केंद्रीकृत इन्वर्टर से गर्मी को नष्ट करने के लिए एक समर्पित कंप्यूटर रूम का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जिससे सिस्टम द्वारा उपयोग किए जाने योग्य क्षेत्र में वृद्धि होती है।

माइक्रो-इन्वर्टर व्यक्तिगत घटकों का एमपीपीटी नियंत्रण कर सकता है, और बिजली उत्पादन दक्षता और बिजली उत्पादन स्तर उच्च है। अन्य इनवर्टर से अलग, माइक्रो-इन्वर्टर प्रत्येक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के साथ एकीकृत होता है, और एक मॉड्यूल पर अधिकतम पावर पीक ट्रैकिंग (एमपीपीटी) नियंत्रण कर सकता है, जिससे सिस्टम की समग्र बिजली उत्पादन दक्षता और बिजली उत्पादन में काफी सुधार होता है। साथ ही, माइक्रो-इन्वर्टर में छोटे आकार और हल्के वजन की विशेषताएं होती हैं, और अतिरिक्त भंडारण स्थान की आवश्यकता नहीं होती है, जो स्थापना की सुविधा को काफी बढ़ाती है। यह मुख्य रूप से घरों जैसे छोटे और मध्यम आकार के पावर स्टेशन परियोजनाओं के लिए उपयुक्त है। समान पैमाने के पावर स्टेशन के लिए, माइक्रो-इन्वर्टर के उपयोग के लिए अधिक उपकरण की आवश्यकता होगी, और सिस्टम की कुल लागत केंद्रीकृत या स्ट्रिंग इन्वर्टर समाधान का उपयोग करने वाली प्रणालियों की तुलना में काफी अधिक है।