10.1 Funkcje inwerterów
Inwertery, nazywane także falownikami lub przekształtnikami DC/AC, to urządzenia służące do zmiany napięcia i prądu stałego (DC) na napięcie i prąd przemienny (AC) sinusoidalny o parametrach zgodnych z ich wartościami w sieci publicznej niskiego napięcia (230/400V, 50Hz). Urządzenia te znajdują zastosowanie w systemach fotowoltaicznych, ponieważ panele fotowoltaiczne generują energię elektryczną w postaci prądu i napięcia stałego, które muszą zostać przetworzone na prąd i napięcie przemienne. W celu uzyskania odpowiednich parametrów prądu i napięcia inwertery zbudowane są z następujących elementów [1]:
- przekształtnika DC/DC ze sterownikiem punktu mocy maksymalnej MPPT (ang. Maximum Power Point Tracker),
- przekształtnika DC/AC (falownik główny),
- filtra wygładzającego LC.
Przekształtnik DC/DC dopasowuje wartość napięcia wejściowego do napięcia wyjściowego. Po przejściu prądu stałego przez przetwornik DC/DC prąd zostaje przesłany do przekształtnika DC/AC. Następuje konwersja napięcia stałego o określonej wartości na napięcie przemienne o amplitudzie i częstotliwości dopasowanej do parametrów sieci elektroenergetycznej (230V, 50 Hz). Ostatnim elementem standardowego inwertera jest filtr wygładzający LC, który ogranicza zawartość wyższych harmonicznych do poziomu określonego przez normy. Na rysunku Rys. 1 (oprac. na podstawie [1]) został przedstawiony schemat przekształtnika DC/DC obniżającego napięcie ( Rys. 1a) oraz podwyższającego napięcie ( Rys. 1b) (oprac. na podstawie [1]). Schemat przekształtnika DC/AC przedstawia Rys. 2 (oprac. na podstawie [1]), natomiast schemat filtra wygładzającego Rys. 3 (oprac. na podstawie [1]). Na schematach zastosowano następujące oznaczenia: L – cewka, D – dioda, C – kondensator, R – rezystor, F – bezpiecznik, Ł – przełącznik, T – tranzystor oraz Tr – transformator, a ze szczegółowym opisem zasady działania poszczególnych układów elektronicznych można zapoznać się na przykład w książce A. Filipowicza [2].
Bibliografia
1. J. Bakalczyk: Przekształtniki energoelektroniczne w instalacjach fotowoltaicznych, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury (JCEEA) 2014, z. 61, nr 3/II, s. 19-32, dostęp:14.12.20202. A. Filipkowski: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.