ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ଷ୍ଟାଟିକ୍ କନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଏକ ବଡ଼ ଗୋଷ୍ଠୀର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯେଉଁଥିରେ ଆଜିର ଅନେକ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ'ସକ୍ଷମ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ“ବଦଳାନ୍ତୁ"ଇନପୁଟରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପାରାମିଟର, ଯେପରିକି ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଲୋଡର ଆବଶ୍ୟକତା ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ଏକ ଆଉଟପୁଟ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରାଯାଇପାରିବ।

ସାଧାରଣତଃ କହିବାକୁ ଗଲେ, ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ କରେଣ୍ଟକୁ ବିକଳ୍ପ କରେଣ୍ଟରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବାର କ୍ଷମତା ଥିବା ଉପକରଣ ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଡ୍ରାଇଭରେ ଏହା ବହୁତ ସାଧାରଣ। ବିଭିନ୍ନ ଇନଭର୍ଟର ପ୍ରକାରର ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଏବଂ ଡିଜାଇନ୍ ପ୍ରତ୍ୟେକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରୟୋଗ ଅନୁସାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ, ଯଦିଓ ସେମାନଙ୍କର ମୁଖ୍ୟ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟର ମୂଳ ସମାନ (DC ରୁ AC ରୂପାନ୍ତର)।

୧. ଷ୍ଟାଣ୍ଡଏଲୋନ ଏବଂ ଗ୍ରୀଡ୍-ସଂଯୁକ୍ତ ଇନଭର୍ଟର

ଫଟୋଭୋଲ୍‌ଟାଇକ୍ ପ୍ରୟୋଗରେ ବ୍ୟବହୃତ ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ଐତିହାସିକ ଭାବରେ ଦୁଇଟି ମୁଖ୍ୟ ବର୍ଗରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି:

:ଷ୍ଟାଣ୍ଡଏଲୋନ୍ ଇନଭର୍ଟର

:ଗ୍ରୀଡ୍-ସଂଯୁକ୍ତ ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକ

ଷ୍ଟାଣ୍ଡଆଲୋନ ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ସେହି ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଯେଉଁଠାରେ PV ପ୍ଲାଣ୍ଟ ମୁଖ୍ୟ ଶକ୍ତି ବଣ୍ଟନ ନେଟୱାର୍କ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ ନୁହେଁ। ଇନଭର୍ଟର ମୁଖ୍ୟ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପାରାମିଟର (ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି) ର ସ୍ଥିରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରି ସଂଯୁକ୍ତ ଲୋଡକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଶକ୍ତି ଯୋଗାଣ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ। ଏହା ସେମାନଙ୍କୁ ପୂର୍ବନିର୍ଦ୍ଧାରିତ ସୀମା ମଧ୍ୟରେ ରଖେ, ଅସ୍ଥାୟୀ ଓଭରଲୋଡିଂ ପରିସ୍ଥିତିକୁ ସହ୍ୟ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ। ଏହି ପରିସ୍ଥିତିରେ, ଏକ ସ୍ଥିର ଶକ୍ତି ଯୋଗାଣ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଇନଭର୍ଟରକୁ ଏକ ବ୍ୟାଟେରୀ ସଂରକ୍ଷଣ ପ୍ରଣାଳୀ ସହିତ ଯୋଡା ଯାଇଥାଏ।

ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, ଗ୍ରୀଡ୍-ସଂଯୁକ୍ତ ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ଯେଉଁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଗ୍ରୀଡ୍ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ, ତାହା ସହିତ ସିଙ୍କ୍ରୋନାଇଜ୍ କରିପାରିବେ କାରଣ, ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଭୋଲଟେଜ୍ ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି“ପ୍ରଦତ୍ତ"ମୁଖ୍ୟ ଗ୍ରୀଡ୍ ଦ୍ୱାରା। ମୁଖ୍ୟ ଗ୍ରୀଡ୍‌ର କୌଣସି ସମ୍ଭାବ୍ୟ ବିପରୀତ ଯୋଗାଣକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ ମୁଖ୍ୟ ଗ୍ରୀଡ୍‌ ବିଫଳ ହେଲେ ଏହି ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ବିଚ୍ଛିନ୍ନ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ଏକ ଗମ୍ଭୀର ବିପଦକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରିପାରେ।

ଚିତ୍ର ୧ - ଷ୍ଟାଣ୍ଡଆଲୋନ ସିଷ୍ଟମ ଏବଂ ଗ୍ରୀଡ-ସଂଯୁକ୍ତ ସିଷ୍ଟମର ଉଦାହରଣ। ଚିତ୍ର ସୌଜନ୍ୟରୁ ବିବଲସ୍।

୨. ବସ୍ କ୍ୟାପାସିଟରର ଭୂମିକା କ'ଣ?

ଏକ ଇନଭର୍ଟରର ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ହେଉଛି ଏକ DC ତରଙ୍ଗରୂପ ଭୋଲଟେଜକୁ ଏକ AC ସିଗନାଲରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବା ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ଏବଂ ଏକ ଛୋଟ ପର୍ଯ୍ୟାୟ କୋଣ ସହିତ ଏକ ଲୋଡରେ (ଯଥା ପାୱାର ଗ୍ରୀଡ) ଶକ୍ତି ପ୍ରବେଶ କରାଯାଇପାରିବ (φ ≈୦). ଏକକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ୟୁନିପୋଲାର ପଲ୍ସ-ୱିଡ୍ଥ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ (PWM) ପାଇଁ ଏକ ସରଳୀକୃତ ସର୍କିଟ୍ ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି।2 (ସମାନ ସାଧାରଣ ଯୋଜନାକୁ ତିନି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସିଷ୍ଟମକୁ ବିସ୍ତାର କରାଯାଇପାରିବ)। ଏହି ସ୍କିମ୍ୟାଟିକରେ, ଏକ PV ସିଷ୍ଟମ, କିଛି ଉତ୍ସ ଇଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ସ ସହିତ ଏକ DC ଭୋଲଟେଜ ଉତ୍ସ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଫ୍ରିହ୍ୱିଲିଂ ଡାୟୋଡ ସହିତ ସମାନ୍ତରାଳ ଭାବରେ ଚାରୋଟି IGBT ସ୍ୱିଚ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଏକ AC ସିଗନାଲରେ ଆକାରିତ ହୁଏ। ଏହି ସ୍ୱିଚ୍ ଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ PWM ସିଗନାଲ ମାଧ୍ୟମରେ ଗେଟରେ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କରାଯାଏ, ଯାହା ସାଧାରଣତଃ ଏକ IC ର ଆଉଟପୁଟ୍ ଯାହା ଏକ ବାହକ ତରଙ୍ଗ (ସାଧାରଣତଃ ଇଚ୍ଛିତ ଆଉଟପୁଟ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିର ଏକ ସାଇନ୍ ତରଙ୍ଗ) ଏବଂ ଏକ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ଅଧିକ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ଏକ ରେଫରେନ୍ସ ତରଙ୍ଗ (ସାଧାରଣତଃ 5-20kHz ରେ ଏକ ତ୍ରିକୋଣ ତରଙ୍ଗ) ତୁଳନା କରେ। LC ଫିଲ୍ଟରର ବିଭିନ୍ନ ଟୋପୋଲୋଜି ପ୍ରୟୋଗ ମାଧ୍ୟମରେ IGBT ର ଆଉଟପୁଟ୍ ବ୍ୟବହାର କିମ୍ବା ଗ୍ରୀଡ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ଏକ AC ସିଗନାଲରେ ଆକାରିତ ହୁଏ।

ଉଦ୍ଧୃତ କରନ୍ତୁ

ଚିତ୍ର ୨: ପଲ୍ସଡ୍ ୱିଡଥ୍ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ (PWM) ସିଙ୍ଗଲ୍-ଫେଜ୍ଇନଭର୍ଟର ସେଟଅପ୍। LC ଆଉଟପୁଟ୍ ଫିଲ୍ଟର ସହିତ IGBT ସ୍ୱିଚ୍, DC ଇନପୁଟ୍ ସିଗନାଲକୁ ଏକ ବ୍ୟବହାରଯୋଗ୍ୟ AC ସିଗନାଲରେ ଆକାର ଦିଏ। ଏହା ଏକପିଭି ଟର୍ମିନାଲଗୁଡିକରେ କ୍ଷତିକାରକ ଭୋଲଟେଜ ଲହରୀ। ବସ୍ଏହି ଲହରୀକୁ କମ କରିବା ପାଇଁ କ୍ୟାପାସିଟରର ଆକାର ବଢ଼ାଯାଇଛି।

IGBT ଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟ PV ଆରେର ଟର୍ମିନାଲରେ ଏକ ରିପଲ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ପ୍ରବର୍ତ୍ତନ କରେ। ଏହି ରିପଲ୍ PV ସିଷ୍ଟମର କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ କ୍ଷତିକାରକ, କାରଣ ସର୍ବାଧିକ ଶକ୍ତି ନିଷ୍କାସନ କରିବା ପାଇଁ ଟର୍ମିନାଲଗୁଡ଼ିକରେ ପ୍ରୟୋଗ ହୋଇଥିବା ନାମମାତ୍ର ଭୋଲଟେଜ୍ IV କର୍ଭର ସର୍ବାଧିକ ପାୱାର ପଏଣ୍ଟ (MPP) ରେ ରହିବା ଉଚିତ। PV ଟର୍ମିନାଲରେ ଏକ ଭୋଲଟେଜ୍ ରିପଲ୍ ସିଷ୍ଟମରୁ ନିଷ୍କାସିତ ଶକ୍ତିକୁ ଦୋଳାୟମାନ କରିବ, ଯାହା ଫଳରେ

ଏକ କମ୍ ହାରାହାରି ପାୱାର ଆଉଟପୁଟ୍ (ଚିତ୍ର 3)। ଭୋଲଟେଜ ରିପଲକୁ ମସୃଣ କରିବା ପାଇଁ ବସ୍ ରେ ଏକ କ୍ୟାପାସିଟର ଯୋଡା ଯାଇଥାଏ।

ଚିତ୍ର 3: PWM ଇନଭର୍ଟର ସ୍କିମ୍ ଦ୍ୱାରା PV ଟର୍ମିନାଲଗୁଡ଼ିକରେ ପ୍ରଚଳିତ ଏକ ଭୋଲଟେଜ ରିପଲ, PV ଆରେର ସର୍ବାଧିକ ପାୱାର ପଏଣ୍ଟ (MPP) ଠାରୁ ପ୍ରୟୋଗ ହୋଇଥିବା ଭୋଲଟେଜକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ କରେ। ଏହା ଆରେର ପାୱାର ଆଉଟପୁଟରେ ଏକ ରିପଲ ପ୍ରବର୍ତ୍ତନ କରେ ଯାହା ଫଳରେ ହାରାହାରି ଆଉଟପୁଟ ପାୱାର ନାମମାତ୍ର MPP ଅପେକ୍ଷା କମ୍ ହୋଇଥାଏ।

ଭୋଲଟେଜ ରିପଲର ଆମ୍ପ୍ଲିଚ୍ୟୁଡ୍ (ଶୀଖରରୁ ଶିଖର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ) ସୁଇଚିଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି, ପିଭି ଭୋଲଟେଜ, ବସ୍ କ୍ୟାପାସିଟାନ୍ସ ଏବଂ ଫିଲ୍ଟର ଇନଡକ୍ଟନ୍ସ ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ:

କେଉଁଠି:

VPV ହେଉଛି ସୌର ପ୍ୟାନେଲ୍ DC ଭୋଲଟେଜ୍,

Cbus ହେଉଛି ବସ୍ କାପାସିଟରର କ୍ୟାପାସିଟାନ୍ସ,

L ହେଉଛି ଫିଲ୍ଟର ଇଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଇଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ସ,

fPWM ହେଉଛି ସୁଇଚିଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି।

ସମୀକରଣ (1) ଏକ ଆଦର୍ଶ କ୍ୟାପାସିଟର ଉପରେ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ଯାହା ଚାର୍ଜିଂ ସମୟରେ କ୍ୟାପାସିଟର ଦେଇ ଚାର୍ଜ ପ୍ରବାହିତ ହେବାକୁ ବାଧା ଦିଏ ଏବଂ ତା’ପରେ କୌଣସି ପ୍ରତିରୋଧ ବିନା ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଅବସ୍ଥିତ ଶକ୍ତିକୁ ନିର୍ଗତ କରେ। ବାସ୍ତବରେ, କୌଣସି କ୍ୟାପାସିଟର ଆଦର୍ଶ ନୁହେଁ (ଚିତ୍ର 4) ବରଂ ଏହା ଅନେକ ଉପାଦାନରେ ଗଠିତ। ଆଦର୍ଶ କ୍ୟାପାସିଟନ୍ସ ବ୍ୟତୀତ, ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ପ୍ରତିରୋଧୀ ନୁହେଁ ଏବଂ ଏକ ଛୋଟ ଲିକେଜ୍ କରେଣ୍ଟ ଆନୋଡ୍ ରୁ କ୍ୟାଥୋଡକୁ ଏକ ସସୀମ ସଣ୍ଟ ପ୍ରତିରୋଧ (Rsh) ସହିତ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ, ଯାହା ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ କ୍ୟାପାସିଟନ୍ସ (C) କୁ ବାଇପାସ୍ କରେ। ଯେତେବେଳେ କାପାସିଟର ଦେଇ କରେଣ୍ଟ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ, ପିନ୍, ଫଏଲ୍ ଏବଂ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ପରିଚାଳିତ ହୁଏ ନାହିଁ ଏବଂ କ୍ୟାପାସିଟନ୍ସ ସହିତ ସିରିଜରେ ଏକ ସମତୁଲ୍ୟ ସିରିଜ୍ ପ୍ରତିରୋଧ (ESR) ଥାଏ। ଶେଷରେ, କ୍ୟାପାସିଟର ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ରରେ କିଛି ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ କରେ, ତେଣୁ କ୍ୟାପାସିଟନ୍ସ ଏବଂ ESR ସହିତ ସିରିଜରେ ଏକ ସମତୁଲ୍ୟ ସିରିଜ୍ ଇଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ସ (ESL) ଥାଏ।

ଚିତ୍ର ୪: ଏକ ସାଧାରଣ କାପାସିଟରର ସମତୁଲ୍ୟ ପରିପଥ। ଏକ କାପାସିଟର ହେଉଛିଅନେକ ଅଣ-ଆଦର୍ଶ ଉପାଦାନରେ ଗଠିତ, ଯେଉଁଥିରେ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ କାପାସିଟାନ୍ସ (C), ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଏକ ଅସୀମ ସଣ୍ଟ ପ୍ରତିରୋଧ ଯାହା କାପାସିଟରକୁ ବାଇପାସ୍ କରେ, ସିରିଜ୍ ପ୍ରତିରୋଧ (ESR), ଏବଂ ସିରିଜ୍ ଇଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ସ (ESL) ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।

ଏକ କ୍ୟାପାସିଟର ପରି ସରଳ ଦେଖାଯାଉଥିବା ଉପାଦାନରେ ମଧ୍ୟ, ଏପରି ଅନେକ ଉପାଦାନ ଅଛି ଯାହା ବିଫଳ କିମ୍ବା ହ୍ରାସ ପାଇପାରେ। ଏହି ପ୍ରତ୍ୟେକ ଉପାଦାନ ଇନଭର୍ଟରର ଆଚରଣକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ, ଉଭୟ AC ଏବଂ DC ପାର୍ଶ୍ୱରେ। PV ଟର୍ମିନାଲଗୁଡ଼ିକରେ ପ୍ରଚଳିତ ଭୋଲଟେଜ ରିପଲ ଉପରେ ଅଣ-ଆଦର୍ଶ କ୍ୟାପାସିଟର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ହ୍ରାସର ପ୍ରଭାବ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ, SPICE ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ PWM ୟୁନିପୋଲାର H-ବ୍ରିଜ୍ ଇନଭର୍ଟର (ଚିତ୍ର 2) ସିମୁଲେଟେଡ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ଫିଲ୍ଟର କ୍ୟାପାସିଟର ଏବଂ ଇଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ଯଥାକ୍ରମେ 250µF ଏବଂ 20mH ରେ ରଖାଯାଇଥାଏ। IGBT ପାଇଁ SPICE ମଡେଲଗୁଡ଼ିକ Petrie et al ଙ୍କ କାର୍ଯ୍ୟରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୋଇଛି। IGBT ସ୍ୱିଚ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରୁଥିବା PWM ସିଗନାଲ, ଯଥାକ୍ରମେ ଉଚ୍ଚ ଏବଂ ନିମ୍ନ-ପାର୍ଶ୍ୱ IGBT ସ୍ୱିଚ୍ ପାଇଁ ଏକ ତୁଳକ ଏବଂ ଇନଭର୍ଟିଂ ତୁଳକ ସର୍କିଟ୍ ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ। PWM ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ଇନପୁଟ୍ ହେଉଛି ଏକ 9.5V, 60Hz ସାଇନ୍ କ୍ୟାରିଅର୍ ତରଙ୍ଗ ଏବଂ ଏକ 10V, 10kHz ତ୍ରିକୋଣୀୟ ତରଙ୍ଗ।