ইনভার্টারগুলি স্ট্যাটিক কনভার্টারের একটি বৃহৎ গোষ্ঠীর অন্তর্গত, যার মধ্যে আজকের অনেকগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে'ডিভাইসগুলি সক্ষম"রূপান্তর করুন"ইনপুটে বৈদ্যুতিক পরামিতি, যেমন ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি, যাতে লোডের প্রয়োজনীয়তার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ আউটপুট তৈরি করা যায়।

সাধারণভাবে বলতে গেলে, ইনভার্টার হল এমন ডিভাইস যা সরাসরি কারেন্টকে অল্টারনেটিং কারেন্টে রূপান্তর করতে সক্ষম এবং শিল্প অটোমেশন অ্যাপ্লিকেশন এবং বৈদ্যুতিক ড্রাইভে বেশ সাধারণ। বিভিন্ন ধরণের ইনভার্টারের স্থাপত্য এবং নকশা প্রতিটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন অনুসারে পরিবর্তিত হয়, এমনকি যদি তাদের মূল উদ্দেশ্য একই হয় (ডিসি থেকে এসি রূপান্তর)।

১. স্বতন্ত্র এবং গ্রিড-সংযুক্ত ইনভার্টার

ফটোভোলটাইক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত ইনভার্টারগুলিকে ঐতিহাসিকভাবে দুটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত করা হয়েছে:

:স্বতন্ত্র ইনভার্টার

:গ্রিড-সংযুক্ত ইনভার্টার

স্বতন্ত্র ইনভার্টারগুলি সেইসব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে পিভি প্ল্যান্টটি মূল শক্তি বিতরণ নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত নয়। ইনভার্টারটি সংযুক্ত লোডগুলিতে বৈদ্যুতিক শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম, যা প্রধান বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলির (ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি) স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে। এটি তাদের পূর্বনির্ধারিত সীমার মধ্যে রাখে, অস্থায়ী ওভারলোডিং পরিস্থিতি সহ্য করতে সক্ষম। এই পরিস্থিতিতে, একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ শক্তি সরবরাহ নিশ্চিত করার জন্য ইনভার্টারটি একটি ব্যাটারি স্টোরেজ সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত করা হয়।

অন্যদিকে, গ্রিড-সংযুক্ত ইনভার্টারগুলি যে বৈদ্যুতিক গ্রিডের সাথে সংযুক্ত থাকে তার সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করতে সক্ষম হয় কারণ, এই ক্ষেত্রে, ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি"আরোপিত"প্রধান গ্রিড দ্বারা। প্রধান গ্রিডের সম্ভাব্য বিপরীত সরবরাহ এড়াতে, যা একটি গুরুতর বিপদের প্রতিনিধিত্ব করতে পারে, এই ইনভার্টারগুলিকে প্রধান গ্রিড ব্যর্থ হলে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম হতে হবে।

চিত্র ১ - স্বতন্ত্র সিস্টেম এবং গ্রিড-সংযুক্ত সিস্টেমের উদাহরণ। ছবি সৌজন্যে Biblus।

২. বাস ক্যাপাসিটরের ভূমিকা কী?

একটি ইনভার্টারের উদ্দেশ্য হল একটি ডিসি ওয়েভফর্ম ভোল্টেজকে একটি এসি সিগন্যালে রূপান্তর করা যাতে একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে এবং একটি ছোট ফেজ কোণে একটি লোডে (যেমন পাওয়ার গ্রিড) বিদ্যুৎ প্রবেশ করানো যায় (φ ≈০)। একক ফেজ ইউনিপোলার পালস-প্রস্থ মড্যুলেশন (PWM) এর জন্য একটি সরলীকৃত সার্কিট চিত্রে দেখানো হয়েছে।2 (একই সাধারণ স্কিমটি তিন ফেজ সিস্টেমেও সম্প্রসারিত করা যেতে পারে)। এই স্কিম্যাটিকটিতে, একটি PV সিস্টেম, যা একটি DC ভোল্টেজ উৎস হিসেবে কাজ করে এবং কিছু উৎস ইন্ডাক্ট্যান্স থাকে, ফ্রিহুইলিং ডায়োডের সমান্তরালে চারটি IGBT সুইচের মাধ্যমে একটি AC সিগন্যালে রূপায়িত হয়। এই সুইচগুলি গেটে একটি PWM সিগন্যালের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হয়, যা সাধারণত একটি IC এর আউটপুট যা একটি ক্যারিয়ার তরঙ্গ (সাধারণত পছন্দসই আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সির একটি সাইন ওয়েভ) এবং একটি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি রেফারেন্স তরঙ্গ (সাধারণত 5-20kHz এ একটি ত্রিভুজ তরঙ্গ) তুলনা করে। LC ফিল্টারের বিভিন্ন টপোলজি প্রয়োগের মাধ্যমে IGBT গুলির আউটপুট ব্যবহার বা গ্রিড ইনজেকশনের জন্য উপযুক্ত একটি AC সিগন্যালে রূপায়িত হয়।

উদ্ধৃতি পান

চিত্র ২: পালসড উইথড মডুলেশন (PWM) সিঙ্গেল-ফেজইনভার্টার সেটআপ। IGBT সুইচগুলি, LC আউটপুট ফিল্টারের সাথে, DC ইনপুট সিগন্যালকে একটি ব্যবহারযোগ্য AC সিগন্যালে রূপ দেয়। এটি একটিপিভি টার্মিনাল জুড়ে ক্ষতিকারক ভোল্টেজ তরঙ্গ। বাসটিএই তরঙ্গ কমানোর জন্য ক্যাপাসিটরের আকার পরিবর্তন করা হয়েছে।

IGBT-এর অপারেশন PV অ্যারের টার্মিনালে একটি রিপল ভোল্টেজ প্রবর্তন করে। এই রিপল PV সিস্টেমের অপারেশনের জন্য ক্ষতিকর, কারণ টার্মিনালে প্রয়োগ করা নামমাত্র ভোল্টেজ সর্বাধিক শক্তি নিষ্কাশনের জন্য IV বক্ররেখার সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট (MPP) এ ধরে রাখা উচিত। PV টার্মিনালে একটি ভোল্টেজ রিপল সিস্টেম থেকে নিষ্কাশিত শক্তিকে দোদুল্যমান করবে, যার ফলে

কম গড় পাওয়ার আউটপুট (চিত্র ৩)। ভোল্টেজ রিপলকে মসৃণ করার জন্য বাসে একটি ক্যাপাসিটর যুক্ত করা হয়।

চিত্র ৩: PWM ইনভার্টার স্কিম দ্বারা PV টার্মিনালে প্রবর্তিত একটি ভোল্টেজ রিপল প্রয়োগকৃত ভোল্টেজকে PV অ্যারের সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট (MPP) থেকে সরিয়ে দেয়। এটি অ্যারের পাওয়ার আউটপুটে একটি রিপল প্রবর্তন করে যাতে গড় আউটপুট পাওয়ার নামমাত্র MPP এর চেয়ে কম হয়।

ভোল্টেজ রিপলের প্রশস্ততা (শীর্ষ থেকে শীর্ষ পর্যন্ত) সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি, পিভি ভোল্টেজ, বাস ক্যাপাসিট্যান্স এবং ফিল্টার ইন্ডাক্ট্যান্স দ্বারা নির্ধারিত হয়:

কোথায়:

ভিপিভি হলো সৌর প্যানেলের ডিসি ভোল্টেজ,

Cbus হলো বাস ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স,

L হল ফিল্টার ইন্ডাক্টরের ইন্ডাক্ট্যান্স,

fPWM হলো সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি।

সমীকরণ (১) একটি আদর্শ ক্যাপাসিটরের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য যা চার্জিং চলাকালীন ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে চার্জ প্রবাহিত হতে বাধা দেয় এবং তারপর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে অবস্থিত শক্তিকে কোনও প্রতিরোধ ছাড়াই নির্গমন করে। বাস্তবে, কোনও ক্যাপাসিটরই আদর্শ নয় (চিত্র ৪) বরং এটি একাধিক উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত। আদর্শ ক্যাপাসিট্যান্স ছাড়াও, ডাইইলেক্ট্রিক পুরোপুরি প্রতিরোধী নয় এবং ডাইইলেক্ট্রিক ক্যাপাসিট্যান্স (C) বাইপাস করে একটি সসীম শান্ট রেজিস্ট্যান্স (Rsh) বরাবর অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে একটি ছোট লিকেজ কারেন্ট প্রবাহিত হয়। যখন ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তখন পিন, ফয়েল এবং ডাইইলেক্ট্রিক পুরোপুরি সঞ্চালিত হয় না এবং ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে সিরিজে একটি সমতুল্য সিরিজ রেজিস্ট্যান্স (ESR) থাকে। অবশেষে, ক্যাপাসিটরটি চৌম্বক ক্ষেত্রে কিছু শক্তি সঞ্চয় করে, তাই ক্যাপাসিট্যান্স এবং ESR এর সাথে সিরিজে একটি সমতুল্য সিরিজ ইন্ডাক্ট্যান্স (ESL) থাকে।

চিত্র ৪: একটি জেনেরিক ক্যাপাসিটরের সমতুল্য সার্কিট। একটি ক্যাপাসিটর হলঅনেক অ-আদর্শ উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত, যার মধ্যে রয়েছে ডাইইলেকট্রিক ক্যাপাসিট্যান্স (C), ক্যাপাসিটরকে বাইপাস করে ডাইইলেকট্রিকের মাধ্যমে একটি অ-অসীম শান্ট প্রতিরোধ, সিরিজ রেজিস্ট্যান্স (ESR), এবং সিরিজ ইন্ডাক্ট্যান্স (ESL)।

এমনকি ক্যাপাসিটরের মতো আপাতদৃষ্টিতে সহজ একটি উপাদানেও, একাধিক উপাদান রয়েছে যা ব্যর্থ হতে পারে বা অবনমিত হতে পারে। এই উপাদানগুলির প্রতিটি AC এবং DC উভয় দিকেই ইনভার্টারের আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে। PV টার্মিনাল জুড়ে প্রবর্তিত ভোল্টেজ রিপলের উপর আদর্শ নয় এমন ক্যাপাসিটরের উপাদানগুলির অবনতির প্রভাব নির্ধারণ করার জন্য, SPICE ব্যবহার করে একটি PWM ইউনিপোলার H-ব্রিজ ইনভার্টার (চিত্র 2) সিমুলেটেড করা হয়েছিল। ফিল্টার ক্যাপাসিটর এবং ইন্ডাক্টর যথাক্রমে 250µF এবং 20mH এ রাখা হয়। IGBT-এর জন্য SPICE মডেলগুলি পেট্রি এবং অন্যান্যদের কাজ থেকে উদ্ভূত। PWM সিগন্যাল, যা IGBT সুইচগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে, যথাক্রমে উচ্চ এবং নিম্ন-পার্শ্ব IGBT সুইচগুলির জন্য একটি তুলনাকারী এবং বিপরীত তুলনাকারী সার্কিট দ্বারা নির্ধারিত হয়। PWM নিয়ন্ত্রণের জন্য ইনপুট হল একটি 9.5V, 60Hz সাইন ক্যারিয়ার তরঙ্গ এবং একটি 10V, 10kHz ত্রিভুজাকার তরঙ্গ।