इन्वर्टर एक ऐसा उपकरण है जो डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करता है। सौर सेल दिन के उजाले में डीसी बिजली उत्पन्न करते हैं और बैटरियों में संग्रहीत होते हैं, लेकिन डीसी बिजली आपूर्ति प्रणाली की अपनी सीमाएँ हैं, और दैनिक घरेलू उपकरणों के एसी लोड को डीसी पावर से संचालित नहीं किया जा सकता। हमारे दैनिक जीवन में पीवी बिजली उत्पादन के व्यापक उपयोग के लिए, एक ऐसा इन्वर्टर आवश्यक है जो डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित कर सके। पीवी बिजली उत्पादन के एक महत्वपूर्ण भाग के रूप में, पीवी इन्वर्टर का मुख्य कार्य पीवी मॉड्यूल से डीसी पावर को एसी पावर में परिवर्तित करना है।
वर्गीकरण
पीवी इन्वर्टर को आम तौर पर चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: केंद्रीकृत इन्वर्टर, वितरित इन्वर्टर, स्ट्रिंग इन्वर्टर और माइक्रो इन्वर्टर
1.केंद्रीकृत इन्वर्टर
केंद्रीकृत इन्वर्टर एक पी.वी. इन्वर्टर है जो कई समानांतर पी.वी. तारों को उसी केंद्रीकृत इन्वर्टर के डी.सी. इनपुट से जोड़ता है, और अधिकतम पावर पीक ट्रैकिंग करने के बाद, इसे उलटा करके ग्रिड से जोड़ दिया जाता है।
केंद्रीकृत इन्वर्टर की पावर रेंज 250 किलोवाट-10 मेगावाट होती है, जिसमें उच्च एकल शक्ति, कम लागत और अच्छा ग्रिड विनियमन होता है, लेकिन इसके लिए पीवी स्ट्रिंग्स के बीच अच्छे मिलान की आवश्यकता होती है। बादल छाने, आंशिक छायांकन या एकल स्ट्रिंग विफलता होने पर, यह पूरे पीवी सिस्टम की दक्षता और विद्युत क्षमता को प्रभावित करेगा। केंद्रीकृत इन्वर्टर की अधिकतम पावर ट्रैकिंग वोल्टेज रेंज संकरी होती है, मॉड्यूल कॉन्फ़िगरेशन लचीलापन कम होता है, बिजली उत्पादन समय कम होता है, और वेंटिलेशन और गर्मी अपव्यय के लिए एक विशेष कमरे की आवश्यकता होती है। यह मुख्य रूप से समान प्रकाश वाले केंद्रीकृत ग्राउंड बड़े पैमाने के फोटोवोल्टिक पावर प्लांट आदि के लिए उपयुक्त है।
2. सामूहिक इन्वर्टर
पावर रेंज 1MW-10MW है, जो केंद्रीकृत इन्वर्टर के समान है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से जटिल बड़े पैमाने पर ग्राउंड पावर स्टेशन में किया जाता है, जिसे उच्च अनुकूलनशीलता और अच्छे लचीलेपन के साथ विभिन्न इलाकों वाली परियोजनाओं पर लागू किया जा सकता है।
3.स्ट्रिंग इन्वर्टर
स्ट्रिंग इन्वर्टर का उद्देश्य पीवी स्ट्रिंग्स के कई समूहों (आमतौर पर 1-4 समूहों) की अधिकतम पावर पीक को अलग-अलग ट्रैक करना और फिर इन्वर्ट करने के बाद एसी ग्रिड से जोड़ना है। स्ट्रिंग इन्वर्टर की पावर रेंज 1.5 किलोवाट-250 किलोवाट है। स्ट्रिंग इन्वर्टर का लाभ यह है कि विभिन्न अधिकतम पावर ट्रैकिंग मॉड्यूल की स्ट्रिंग्स के बीच वोल्टेज और करंट का बेमेल हो सकता है। जब एक मॉड्यूल विफल हो जाता है या छायांकित हो जाता है, तो यह केवल उसके संबंधित अधिकतम पावर ट्रैकिंग मॉड्यूल की कुछ स्ट्रिंग्स की बिजली उत्पादन को प्रभावित करेगा, और पूरे सिस्टम पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा।
इन्वर्टर में अधिकतम पावर ट्रैकिंग वोल्टेज, लचीले मॉड्यूल कॉन्फ़िगरेशन और लंबे समय तक बिजली उत्पादन की एक विस्तृत श्रृंखला होती है; इसे सीधे बाहर स्थापित किया जा सकता है। केंद्रीकृत इन्वर्टर की तुलना में, स्ट्रिंग इन्वर्टर थोड़ा अधिक महंगे होते हैं और जब बड़ी संख्या में स्ट्रिंग इन्वर्टर समानांतर में जुड़े होते हैं, तो अनुनाद के तकनीकी दमन की आवश्यकता होती है, जो मुख्य रूप से वितरित बिजली उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन केंद्रीकृत पीवी बिजली उत्पादन प्रणालियों में भी लागू किए जा सकते हैं।
4.माइक्रो-इन्वर्टर
माइक्रो-इन्वर्टर का कार्य प्रत्येक पीवी मॉड्यूल की अधिकतम पावर पीक को व्यक्तिगत रूप से ट्रैक करना है, और फिर इसे इन्वर्ट करने के बाद, इसे एसी ग्रिड से जोड़ना है।
माइक्रो-इन्वर्टर की पावर रेंज आमतौर पर 4 किलोवाट से कम होती है। माइक्रो-इन्वर्टर का लाभ यह है कि वे प्रत्येक मॉड्यूल की अधिकतम पावर ट्रैकिंग को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे आंशिक छायांकन या मॉड्यूल के प्रदर्शन में अंतर की स्थिति में समग्र दक्षता में सुधार हो सकता है। इसके अलावा, माइक्रोइन्वर्टर में केवल कुछ दसियों वोल्ट का डीसी वोल्टेज होता है और सुरक्षा खतरों को कम करने के लिए सभी समानांतर में जुड़े होते हैं। ये महंगे होते हैं और खराब होने पर इनका रखरखाव मुश्किल होता है।
इन्वर्टर फ़ंक्शन
1.स्वचालित संचालन और शटडाउन फ़ंक्शन
सूर्योदय के बाद, सौर विकिरण की तीव्रता धीरे-धीरे बढ़ती है, और पीवी ऐरे की आउटपुट शक्ति भी बढ़ती है, और जब यह इन्वर्टर के संचालन के लिए आवश्यक आउटपुट शक्ति तक पहुँच जाती है, तो इन्वर्टर स्वचालित रूप से चलना शुरू कर देता है। जब सूर्य धीरे-धीरे अस्त होता है, तो पीवी ऐरे की आउटपुट शक्ति कम हो जाती है और इन्वर्टर का आउटपुट 0 के करीब होता है, और इन्वर्टर स्टैंडबाय मोड में होता है।
2.एंटी-आइलैंडिंग प्रभाव फ़ंक्शन
ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की प्रक्रिया में, चूंकि फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली और बिजली प्रणाली समानांतर में चल रही हैं, जब असामान्यताओं के कारण सार्वजनिक ग्रिड बिजली से बाहर हो जाता है, अगर फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली काम करना बंद नहीं कर सकती है या बिजली प्रणाली से डिस्कनेक्ट नहीं हो सकती है, तो यह बिजली उत्पादन लाइन को बिजली की आपूर्ति जारी रखेगी और एक स्वतंत्र संचालन स्थिति में स्थानीय लोड से जुड़ जाएगी, इस संचालन स्थिति को आइलैंडिंग प्रभाव कहा जाता है।
इन्वर्टर में एक आंतरिक एंटी-आइलैंडिंग सुरक्षा सर्किट होता है, जो वास्तविक समय में कनेक्ट होने वाले ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति का पता लगाता है, और वास्तविक समय में प्रीसेट वोल्टेज और आवृत्ति मूल्यों के साथ इसकी तुलना करता है, यदि पता लगाए गए वास्तविक मूल्य एक उचित सीमा के भीतर हैं, तो इन्वर्टर सामान्य रूप से काम करेगा; अन्यथा, यह वर्तमान को डिस्कनेक्ट कर देगा और विभिन्न मापा मूल्यों के अनुसार इसी समय के भीतर आउटपुट को रोक देगा, और गलती की रिपोर्ट करेगा।
3. अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग नियंत्रण फ़ंक्शन
एमपीपीटी तकनीक इन्वर्टर की मुख्य तकनीक है, जो इन्वर्टर की मॉड्यूल (स्क्वायर ऐरे) की अधिकतम आउटपुट पावर को वास्तविक समय में ट्रैक करने और खोजने की क्षमता को संदर्भित करती है। पीवी मॉड्यूल की आउटपुट पावर विकिरण और तापमान जैसे विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है, और हमेशा नाममात्र रेटेड पावर आउटपुट नहीं करती है। इन्वर्टर का कार्य वास्तविक समय में उस अधिकतम पावर को ट्रैक करना है जो मॉड्यूल प्रत्येक क्षणिक स्थिति में आउटपुट कर सकते हैं ताकि बिजली उत्पादन को अधिकतम किया जा सके।
धारा, वोल्टेज और शक्ति को मापकर, इन्वर्टर धारा संचालन बिंदु और शिखर बिंदु के बीच संबंध निर्धारित करता है, और बुद्धिमानी से संचालन बिंदु पर वोल्टेज (या धारा) को समायोजित करता है ताकि इसे शिखर शक्ति बिंदु के करीब लाया जा सके, ताकि पीवी प्रणाली हमेशा शिखर शक्ति बिंदु के पास चले।
4.बुद्धिमान स्ट्रिंग निगरानी
प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, इन्वर्टर मूल एमपीपीटी मॉनिटरिंग के आधार पर बुद्धिमान स्ट्रिंग-बाय-स्ट्रिंग मॉनिटरिंग को साकार करता है। एमपीपीटी मॉनिटरिंग की तुलना में, वोल्टेज और करंट की स्ट्रिंग मॉनिटरिंग प्रत्येक शाखा स्ट्रिंग के लिए सटीक होती है, जिससे उपयोगकर्ता प्रत्येक स्ट्रिंग के वास्तविक समय के संचालन डेटा को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं।
5.बुद्धिमान IV वक्र स्कैनिंग निदान
पीवी मॉड्यूल I/V वक्र, पीवी मॉड्यूल आउटपुट करंट और आउटपुट वोल्टेज के बीच एक पत्राचार संबंध को दर्शाता है, और शोधकर्ताओं ने इसे एक वक्र के रूप में व्यक्त किया है। मॉड्यूल में छायांकन, क्षति या खराब संपर्क होने पर मॉड्यूल और स्ट्रिंग्स दोनों के I/V वक्र में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है।
6.बुद्धिमान एंटी-पीआईडी प्रभाव
पीवी मॉड्यूल का पीआईडी प्रभाव एक ऐसी स्थिति है जिसमें लंबे समय तक काम करने के बाद मॉड्यूल का प्रदर्शन धीरे-धीरे कम हो जाता है। पीआईडी प्रभाव का सीधा नुकसान यह है कि सेल की सतह पर बड़ी मात्रा में आवेश एकत्रित हो जाते हैं, जिससे सेल की सतह पर निष्क्रियता की घटना होती है, जिससे सेल मॉड्यूल का फिलिंग फैक्टर (एफएफ), ओपन सर्किट वोल्टेज और शॉर्ट सर्किट करंट कम हो जाता है। इससे सौर ऊर्जा संयंत्र की आउटपुट पावर कम हो जाती है, बिजली उत्पादन कम हो जाता है और पीवी पावर प्लांट की आय कम हो जाती है।
7.बुद्धिमान वायु शीतलन
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए 10-डिग्री नियम का अर्थ है कि तापमान में प्रत्येक 10°C की वृद्धि से उपकरण का जीवनकाल आधा हो जाएगा। वर्तमान में, इन्वर्टर आमतौर पर बुद्धिमान वायु शीतलन का उपयोग करते हैं, जिसमें बाहरी उच्च-प्रदर्शन वाले पंखे, IP67 तक सुरक्षा स्तर, अंतर्निहित तापमान सेंसर और ड्राइव सर्किट होते हैं जो वास्तविक समय में उपकरण के तापमान की निगरानी करते हैं और उचित सीमा मान निर्धारित करते हैं। जब तापमान सीमा मान से अधिक हो जाता है, तो सर्किट स्वचालित रूप से पंखे को चलाने के लिए प्रेरित करता है, और जब तापमान सामान्य हो जाता है, तो ड्राइव सर्किट बंद हो जाता है और पंखा धीरे-धीरे चलना बंद कर देता है।
8.स्मार्ट रिकवरी ग्रिड कनेक्शन
इन्वर्टर के स्वचालित रूप से संचालित होने का कारण यह है कि इसमें ग्रिड कनेक्शन को बुद्धिमानी से बहाल करने का कार्य होता है। किसी पावर स्टेशन का सामान्य संचालन विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है, जैसे स्ट्रिंग वोल्टेज, ग्रिड वोल्टेज, आवृत्ति, आदि। ग्रिड से जुड़े आउटपुट की स्थिति उपलब्ध न होने पर इन्वर्टर स्टैंडबाय या डाउन मोड में हो सकता है। एक बार जब यह पता चल जाता है कि परिचालन स्थितियाँ सामान्य हैं, तो यह स्व-परीक्षण के बाद ग्रिड कनेक्शन आउटपुट को स्वचालित रूप से फिर से शुरू कर देगा, और इसे पुनः चालू करने और पुनः आरंभ करने जैसे मानवीय संचालन की आवश्यकता नहीं होगी।
9.बुद्धिमान प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति
पीवी इन्वर्टर केवल सामान्य विद्युत उत्पादन स्थितियों में ही सक्रिय विद्युत उत्पन्न करता है। यदि पावर फैक्टर ग्रिड कंपनी की आवश्यकताओं से कम है, तो ग्रिड कंपनी एक दंडात्मक विद्युत हस्तांतरण शुल्क लेगी। वाणिज्यिक और औद्योगिक मालिक आमतौर पर लोड पक्ष पर प्रतिक्रियाशील विद्युत क्षतिपूर्ति उपकरणों का उपयोग करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पावर फैक्टर मानक के अनुरूप है और विद्युत हस्तांतरण शुल्क से बचा जा सके।
इन्वर्टर कहां स्थापित करें?
1.सामान्य भू-आधारित वितरित परियोजनाओं के लिए माउंटिंग विकल्प
इन्वर्टर को आस-पास लगे मॉड्यूल की एक श्रृंखला के नीचे, स्थिर ब्रैकेट का उपयोग करके या उपकरण को सीधे कॉलम पर लगाने के लिए हूप माउंटिंग का उपयोग करके स्थापित किया जा सकता है। इस विकल्प में ब्रैकेट और कॉलम की मज़बूती और ज़मीन से पीवी इन्वर्टर की ऊँचाई पर ध्यान देना ज़रूरी है ताकि उपकरण बहुत नीचे न रखे जाएँ और तूफ़ानी दिनों में बारिश से पानी न भर जाए।
2.बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक और औद्योगिक संयंत्र स्थापना योजना
बड़े व्यावसायिक और औद्योगिक छतों पर आमतौर पर खुली छतें होती हैं, कोई छत या डॉटर दीवारें नहीं होतीं, जहाँ पीवी इन्वर्टर लटकाए जा सकते हैं। केबल की लागत कम करने के लिए, आमतौर पर अपने खुद के माउंटिंग ब्रैकेट बनाना और इन्वर्टर को घर पर बने ब्रैकेट पर लटकाना ज़रूरी होता है, जिसमें इन्वर्टर के भार वहन करने और उसे ठीक करने के तरीके के साथ-साथ तटीय क्षेत्रों में तूफान के प्रतिरोध को भी ध्यान में रखना ज़रूरी होता है।
3.सामान्य घर वितरित परियोजना छत बिजली संयंत्र स्थापना योजना
पीवी इन्वर्टर को यथासंभव दक्षिणी दीवार पर स्थापित किया जाना चाहिए, और इसका पैनल उत्तर दिशा में होना चाहिए ताकि धूप कम आए। एलईडी डिस्प्ले को देखने और पढ़ने के लिए मशीन को ज़मीन से उचित ऊँचाई पर स्थापित किया जाना चाहिए। बाहरी स्थापना के लिए, इन्वर्टर के ऊपर बारिश और धूप से बचाने वाली छतरी लगाई जानी चाहिए ताकि सीधी धूप और बारिश में भीगने से बचा जा सके।
4.माइक्रोइन्वर्टर वाले सिस्टम
माइक्रोइन्वर्टर को मॉड्यूल के नीचे ब्रैकेट पर सीधे स्थापित किया जा सकता है या मॉड्यूलर डिज़ाइन और प्लग-एंड-प्ले प्राप्त करने के लिए मॉड्यूल के साथ एकीकृत किया जा सकता है। माइक्रोइन्वर्टर आकार में छोटे होते हैं और मूल रूप से स्वतंत्र रूप से स्थापना स्थान नहीं घेरते हैं। वितरित स्थापना को कॉन्फ़िगर करना आसान है और यह स्थान का पूरा उपयोग कर सकता है और विभिन्न स्थापना दिशाओं और कोणों वाले अनुप्रयोगों के अनुकूल हो सकता है।
एमपीपीटी क्या है?
एमपीपीटी, जो कि अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग का संक्षिप्त रूप है, विभिन्न परिवेशीय तापमानों और प्रकाश तीव्रताओं के अनुसार पीवी सरणी की आउटपुट शक्ति को समायोजित करने की इन्वर्टर की क्षमता को संदर्भित करता है, ताकि पीवी सरणी हमेशा अधिकतम शक्ति का उत्पादन करे।
समान इनपुट शक्ति के तहत, इन्वर्टर के एमपीपीटी पथों की संख्या पीवी संयंत्र की बिजली उत्पादन को प्रभावित करती है, खासकर जब छायांकन, विभिन्न मॉड्यूल अभिविन्यास और असंगत मॉड्यूल प्रदर्शन आदि जैसी समस्याएं होती हैं। संयंत्र का जीवन (मॉड्यूल क्षय) जितना लंबा होगा, एमपीपीटी पथों की संख्या उतनी ही अधिक होगी, एमपीपीटी एकल पथ ट्रैकिंग की सटीकता उतनी ही अधिक होगी, गतिशील प्रतिक्रिया उतनी ही तेज होगी, प्रकाश में तेजी से बदलाव के अनुकूल होने की क्षमता और बिजली उत्पादन में सुधार होगा।
माइक्रोइन्वर्टर उत्पाद पूरी तरह से समानांतर संरचना वाले होते हैं, प्रत्येक मॉड्यूल में स्वतंत्र MPPT होता है, और मॉड्यूल के बीच बिजली उत्पादन एक दूसरे को प्रभावित नहीं करता है। चूँकि कोई शॉर्ट-बोर्ड प्रभाव नहीं होता है, इसलिए कुछ मॉड्यूल की छाया और धूल जैसे कारक पूरे मॉड्यूल की बिजली उत्पादन को प्रभावित नहीं करते हैं, जिससे प्रत्येक मॉड्यूल का आउटपुट अधिकतम हो जाता है और बिजली संयंत्र की बिजली उत्पादन क्षमता बढ़ जाती है।
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