Inverter kalebu klompok gedhe konverter statis, sing kalebu akeh konverter saiki'piranti-piranti sing bisa"ngowahi""parameter listrik ing input, kayata voltase lan frekuensi, supaya bisa ngasilake output sing kompatibel karo syarat beban.

Umumé, inverter iku piranti sing bisa ngowahi arus searah dadi arus bolak-balik lan cukup umum ing aplikasi otomasi industri lan penggerak listrik. Arsitektur lan desain jinis inverter sing beda-beda owah miturut saben aplikasi tartamtu, sanajan inti saka tujuan utamane padha (konversi DC menyang AC).

1. Inverter Mandiri lan Terhubung karo Grid

Inverter sing digunakake ing aplikasi fotovoltaik sacara historis dipérang dadi rong kategori utama:

:Inverter mandiri

:Inverter sing nyambung karo jaringan

Inverter mandiri kanggo aplikasi ing ngendi pembangkit listrik tenaga surya ora nyambung menyang jaringan distribusi energi utama. Inverter iki bisa nyedhiyakake energi listrik menyang beban sing disambungake, njamin stabilitas parameter listrik utama (voltase lan frekuensi). Iki njaga supaya tetep ana ing watesan sing wis ditemtokake, bisa tahan kahanan overloading sementara. Ing kahanan iki, inverter disambungake karo sistem panyimpenan baterei kanggo njamin pasokan energi sing konsisten.

Ing sisih liya, inverter sing nyambung karo jaringan listrik bisa sinkron karo jaringan listrik sing disambungake amarga, ing kasus iki, voltase lan frekuensi ora padha."diwajibake""dening jaringan utama. Inverter iki kudu bisa medhot sambungan yen jaringan utama gagal supaya ora ana kemungkinan pasokan listrik mbalikke saka jaringan utama, sing bisa nyebabake bebaya serius.

Gambar 1 - Tuladha sistem mandiri lan sistem sing terhubung karo jaringan. Gambar duweni Biblus.

2. Apa Fungsi Kapasitor Bus?

Tujuane inverter yaiku kanggo ngowahi voltase gelombang DC dadi sinyal AC supaya bisa nyuntikake daya menyang beban (kayata jaringan listrik) ing frekuensi tartamtu lan kanthi sudut fase cilik (φ ≈0). Sirkuit sing disederhanakake kanggo Modulasi Lebar Pulsa (PWM) unipolar fase tunggal dituduhake ing Gambar2 (skema umum sing padha bisa ditambahi menyang sistem telung fase). Ing skema iki, sistem PV, sing tumindak minangka sumber tegangan DC kanthi sawetara induktansi sumber, dibentuk dadi sinyal AC liwat papat saklar IGBT sing sejajar karo dioda freewheeling. Saklar iki dikontrol ing gerbang liwat sinyal PWM, sing biasane minangka output saka IC sing mbandhingake gelombang pembawa (biasane gelombang sinus saka frekuensi output sing dikarepake) lan gelombang referensi ing frekuensi sing luwih dhuwur (biasane gelombang segitiga ing 5-20kHz). Output saka IGBT dibentuk dadi sinyal AC sing cocog kanggo digunakake utawa injeksi grid liwat aplikasi macem-macem topologi filter LC.

Njaluk Penawaran

Gambar 2: Modulasi Lebar Pulsed (PWM) fase tunggalpersiyapan inverter. Saklar IGBT, bebarengan karo filter output LC, mbentuk sinyal input DC dadi sinyal AC sing bisa digunakake. Iki nyebabakeriak voltase sing ngrusak ing terminal PV. Bus kasebutkapasitor diukur supaya bisa ngurangi riak iki.

Operasi IGBT ngenalake voltase riak menyang terminal array PV. Riak iki mbebayani kanggo operasi sistem PV, amarga voltase nominal sing ditrapake ing terminal kudu dijaga ing titik daya maksimal (MPP) saka kurva IV supaya bisa njupuk daya paling akeh. Riak voltase ing terminal PV bakal ngosilasi daya sing dijupuk saka sistem, sing nyebabake

output daya rata-rata sing luwih murah (Gambar 3). Kapasitor ditambahake ing bus kanggo ngalusake riak voltase.

Gambar 3: Riak voltase sing dilebokake ing terminal PV dening skema inverter PWM ngowahi voltase sing ditrapake saka titik daya maksimal (MPP) saka array PV. Iki ngenalake riak ing output daya array supaya daya output rata-rata luwih murah tinimbang MPP nominal.

Amplitudo (puncak nganti puncak) saka riak voltase ditemtokake dening frekuensi switching, voltase PV, kapasitansi bus, lan induktansi filter miturut:

ing ngendi:

VPV yaiku tegangan DC panel surya,

Cbus iku kapasitansi kapasitor bus,

L iku induktansi induktor filter,

fPWM iku frekuensi switching.

Persamaan (1) ditrapake kanggo kapasitor ideal sing nyegah muatan mili liwat kapasitor nalika ngisi daya lan banjur ngeculake energi sing ana ing medan listrik tanpa resistensi. Nyatane, ora ana kapasitor sing ideal (Gambar 4) nanging kasusun saka pirang-pirang unsur. Saliyane kapasitansi ideal, dielektrik ora resistif sampurna lan arus bocor cilik mili saka anoda menyang katoda ing sadawane resistensi shunt terbatas (Rsh), ngliwati kapasitansi dielektrik (C). Nalika arus liwat kapasitor mili, pin, foil, lan dielektrik ora konduktif kanthi sampurna lan ana resistensi seri sing padha (ESR) sing seri karo kapasitansi. Pungkasan, kapasitor nyimpen sawetara energi ing medan magnet, mula ana induktansi seri sing padha (ESL) sing seri karo kapasitansi lan ESR.

Gambar 4: Sirkuit ekivalen saka kapasitor generik. Kapasitor yaikukasusun saka akeh unsur non-ideal, kalebu kapasitansi dielektrik (C), resistensi shunt non-tanpa wates liwat dielektrik sing ngliwati kapasitor, resistensi seri (ESR), lan induktansi seri (ESL).

Sanajan ing komponen sing katon prasaja kaya kapasitor, ana pirang-pirang elemen sing bisa gagal utawa rusak. Saben elemen kasebut bisa mengaruhi prilaku inverter, ing sisih AC lan DC. Kanggo nemtokake efek degradasi komponen kapasitor sing ora ideal marang riak voltase sing dilebokake ing terminal PV, inverter PWM unipolar H-bridge (Gambar 2) disimulasikake nggunakake SPICE. Kapasitor filter lan induktor ditahan ing 250µF lan 20mH. Model SPICE kanggo IGBT dijupuk saka karya Petrie et al. Sinyal PWM, sing ngontrol saklar IGBT, ditemtokake dening sirkuit komparator lan komparator pembalik kanggo saklar IGBT sisih dhuwur lan ngisor. Input kanggo kontrol PWM yaiku gelombang pembawa sinus 9.5V, 60Hz lan gelombang segitiga 10V, 10kHz.