انورٹرز کا تعلق جامد کنورٹرز کے ایک بڑے گروپ سے ہے، جس میں آج کے بہت سے لوگ شامل ہیں۔'s کے قابل آلات"تبدیل"ان پٹ میں برقی پیرامیٹرز، جیسے وولٹیج اور فریکوئنسی، تاکہ ایسا آؤٹ پٹ تیار کیا جا سکے جو لوڈ کی ضروریات کے مطابق ہو۔

عام طور پر، انورٹرز ایسے آلات ہیں جو براہ راست کرنٹ کو متبادل کرنٹ میں تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں اور صنعتی آٹومیشن ایپلی کیشنز اور الیکٹرک ڈرائیوز میں کافی عام ہیں۔مختلف قسم کے انورٹر کا فن تعمیر اور ڈیزائن ہر مخصوص ایپلی کیشن کے مطابق تبدیل ہوتا ہے، چاہے ان کا بنیادی مقصد ایک ہی ہو (DC سے AC کی تبدیلی)۔

1. اسٹینڈ لون اور گرڈ سے منسلک انورٹرز

فوٹو وولٹک ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے والے انورٹرز کو تاریخی طور پر دو اہم اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے:

:اسٹینڈ الون انورٹرز

:گرڈ سے منسلک انورٹرز

اسٹینڈ الون انورٹرز ان ایپلی کیشنز کے لیے ہیں جہاں پی وی پلانٹ توانائی کی تقسیم کے مرکزی نیٹ ورک سے منسلک نہیں ہے۔انورٹر مرکزی برقی پیرامیٹرز (وولٹیج اور فریکوئنسی) کے استحکام کو یقینی بناتے ہوئے، منسلک بوجھ کو برقی توانائی فراہم کرنے کے قابل ہے۔یہ انہیں پہلے سے طے شدہ حدود میں رکھتا ہے، عارضی اوور لوڈنگ کے حالات کو برداشت کرنے کے قابل۔اس صورت حال میں، توانائی کی مسلسل فراہمی کو یقینی بنانے کے لیے انورٹر کو بیٹری اسٹوریج سسٹم کے ساتھ جوڑا جاتا ہے۔

دوسری طرف، گرڈ سے منسلک انورٹرز اس برقی گرڈ کے ساتھ مطابقت پذیر ہونے کے قابل ہیں جس سے وہ جڑے ہوئے ہیں کیونکہ، اس صورت میں، وولٹیج اور تعدد"مسلط"مرکزی گرڈ کی طرف سے.یہ انورٹرز لازمی طور پر منقطع ہونے کے قابل ہوں گے کہ اگر مین گرڈ ناکام ہو جائے تو مین گرڈ کی کسی بھی ممکنہ ریورس سپلائی سے بچنے کے لیے، جو ایک سنگین خطرے کی نمائندگی کر سکتا ہے۔

شکل 1 - اسٹینڈ اسٹون سسٹم اور گرڈ سے منسلک نظام کی مثال۔تصویر بشکریہ ببلس۔

2. بس کیپسیٹر کا کردار کیا ہے؟

انورٹر کا مقصد ڈی سی ویوفارم وولٹیج کو ایک AC سگنل میں تبدیل کرنا ہے تاکہ ایک دی گئی فریکوئنسی پر اور ایک چھوٹے فیز اینگل (مثلاً پاور گرڈ) میں بجلی داخل کر سکے۔φ ≈0)۔سنگل فیز یونی پولر پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) کے لیے ایک آسان سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔2 (اسی عام اسکیم کو تین فیز سسٹم تک بڑھایا جا سکتا ہے)۔اس اسکیمیٹک میں، ایک PV سسٹم، جو کچھ سورس انڈکٹنس کے ساتھ ڈی سی وولٹیج سورس کے طور پر کام کرتا ہے، فری وہیلنگ ڈائیوڈس کے متوازی چار IGBT سوئچز کے ذریعے AC سگنل میں تبدیل ہوتا ہے۔ان سوئچز کو گیٹ پر PWM سگنل کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جو عام طور پر ایک IC کا آؤٹ پٹ ہوتا ہے جو ایک کیریئر ویو (عام طور پر مطلوبہ آؤٹ پٹ فریکوئنسی کی ایک سائن ویو) اور ایک حوالہ لہر کا موازنہ زیادہ فریکوئنسی پر کرتا ہے (عام طور پر ایک مثلث لہر 5-20kHz پر)۔IGBTs کے آؤٹ پٹ کو LC فلٹرز کی مختلف ٹوپولاجیز کے استعمال کے ذریعے استعمال یا گرڈ انجیکشن کے لیے موزوں AC سگنل کی شکل دی جاتی ہے۔

اقتباس حاصل کریں۔

شکل 2: پلسڈ وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) سنگل فیزانورٹر سیٹ اپ.IGBT سوئچ، LC آؤٹ پٹ فلٹر کے ساتھ، DC ان پٹ سگنل کو قابل استعمال AC سگنل کی شکل دیتا ہے۔یہ حوصلہ افزائی کرتا ہے aپی وی ٹرمینلز میں خطرناک وولٹیج کی لہر۔بساس لہر کو کم کرنے کے لیے کیپسیٹر کا سائز کیا جاتا ہے۔

IGBTs کا آپریشن PV سرنی کے ٹرمینل پر ایک لہر وولٹیج متعارف کراتا ہے۔یہ لہر PV سسٹم کے آپریشن کے لیے نقصان دہ ہے، کیونکہ ٹرمینلز پر لگائی جانے والی برائے نام وولٹیج کو زیادہ سے زیادہ طاقت نکالنے کے لیے IV وکر کے زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ (MPP) پر رکھا جانا چاہیے۔PV ٹرمینلز پر ایک وولٹیج کی لہر سسٹم سے نکالی گئی طاقت کو دوہرائے گی، جس کے نتیجے میں

کم اوسط پاور آؤٹ پٹ (شکل 3)۔وولٹیج کی لہر کو ہموار کرنے کے لیے بس میں ایک کپیسیٹر شامل کیا جاتا ہے۔

شکل 3: PWM انورٹر سکیم کے ذریعے PV ٹرمینلز پر متعارف کرایا گیا وولٹیج کی لہر PV ارے کے میکس پاور پوائنٹ (MPP) سے لاگو وولٹیج کو ہٹا دیتی ہے۔اس سے صف کے پاور آؤٹ پٹ میں ایک لہر آتی ہے تاکہ اوسط آؤٹ پٹ پاور برائے نام MPP سے کم ہو۔

وولٹیج لہر کے طول و عرض (چوٹی سے چوٹی) کا تعین سوئچنگ فریکوئنسی، پی وی وولٹیج، بس کیپیسیٹینس، اور فلٹر انڈکٹنس کے مطابق کیا جاتا ہے:

کہاں:

وی پی وی سولر پینل ڈی سی وولٹیج ہے،

Cbus بس capacitor کی capacitance ہے،

ایل فلٹر انڈکٹرز کا انڈکٹنس ہے،

fPWM سوئچنگ فریکوئنسی ہے۔

مساوات (1) ایک مثالی کپیسیٹر پر لاگو ہوتی ہے جو چارجنگ کے دوران چارج کو کیپسیٹر کے ذریعے بہنے سے روکتا ہے اور پھر برقی میدان میں موجود توانائی کو بغیر کسی مزاحمت کے خارج کرتا ہے۔حقیقت میں، کوئی کپیسیٹر مثالی نہیں ہے (شکل 4) لیکن متعدد عناصر پر مشتمل ہے۔مثالی گنجائش کے علاوہ، ڈائی الیکٹرک بالکل مزاحم نہیں ہے اور ایک چھوٹا سا رساو کرنٹ اینوڈ سے کیتھوڈ تک محدود شنٹ ریزسٹنس (Rsh) کے ساتھ بہتا ہے، ڈائی الیکٹرک کیپیسیٹینس (C) کو نظرانداز کرتے ہوئے۔جب کپیسیٹر کے ذریعے کرنٹ بہہ رہا ہوتا ہے، تو پن، فوائلز، اور ڈائی الیکٹرک بالکل ٹھیک نہیں چل رہے ہوتے ہیں اور کپیسیٹینس کے ساتھ سیریز میں ایک مساوی سیریز ریزسٹنس (ESR) ہوتا ہے۔آخر میں، کیپیسیٹر مقناطیسی میدان میں کچھ توانائی ذخیرہ کرتا ہے، لہذا گنجائش اور ESR کے ساتھ سیریز میں ایک مساوی سیریز انڈکٹنس (ESL) موجود ہے۔

شکل 4: ایک عام کپیسیٹر کا مساوی سرکٹ۔ایک کپیسیٹر ہے۔بہت سے غیر مثالی عناصر پر مشتمل ہے، بشمول ڈائی الیکٹرک کیپیسیٹینس (C)، ڈائی الیکٹرک کے ذریعے ایک غیر لامحدود شنٹ مزاحمت جو کیپسیٹر، سیریز ریزسٹنس (ESR)، اور سیریز انڈکٹنس (ESL) کو نظرانداز کرتی ہے۔

یہاں تک کہ ایک جزو میں جو بظاہر ایک کیپسیٹر کی طرح آسان لگتا ہے، وہاں متعدد عناصر موجود ہیں جو ناکام یا انحطاط کر سکتے ہیں۔ان عناصر میں سے ہر ایک انورٹر کے رویے کو متاثر کر سکتا ہے، AC اور DC دونوں طرف۔PV ٹرمینلز میں متعارف کرائے گئے وولٹیج کی لہر پر غیر مثالی کپیسیٹر اجزاء کے انحطاط کے اثر کا تعین کرنے کے لیے، ایک PWM یونی پولر H-bridge inverter (شکل 2) کو SPICE کا استعمال کرتے ہوئے نقل کیا گیا تھا۔فلٹر کیپسیٹرز اور انڈکٹرز بالترتیب 250µF اور 20mH پر رکھے گئے ہیں۔IGBTs کے لیے SPICE ماڈلز Petrie et al کے کام سے اخذ کیے گئے ہیں۔ PWM سگنل، جو IGBT سوئچز کو کنٹرول کرتا ہے، کا تعین بالترتیب اونچی اور نچلی طرف والے IGBT سوئچز کے لیے ایک کمپیریٹر اور انورٹنگ کمپیریٹر سرکٹ سے کیا جاتا ہے۔PWM کنٹرولز کے لیے ان پٹ ایک 9.5V، 60Hz سائن کیریئر لہر اور 10V، 10kHz تکونی لہر ہیں۔