Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد راهنما) حسین فرزانه فرد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Farzane Soleimani
فرزانه سلیمانی درچه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Nowadays With increasing concern about global warming and shortage of fossil fuels, application of renewable energy resources has become more important. Photovoltaic (PV) is predicted to have the largest generation, up to 60% of the total energy by the end of this century, because the light of sun is free and available almost everywhere. Grid connected inverters are the basic units of PV system which act as an interface between PV module and grid. Since the output voltage of PV modules is not high enough, a boost type DC-DC converter is used between PV module and inverter. The added converter increases inverter cost and degrades efficiency. So the current trend is toward single-stage inverters. Whereas single-stage transformerless inverters (SSTI) are more efficient, less expensive and have lower size and weight in comparison to isolated inverters, they are an attractive solution for connecting low-voltage single phase PV systems to the grid. Beside the excellences of SSTI, the leakage current issue which depends on structure and control of inverter should be considered in designing these inverters. In this thesis, three new low power inverters for PV application are proposed. The introduced inverters have single-stage structure and the isolation between PV module and grid is omitted in order to reduce size and weight and increase the overall efficiency. It is tried to improve inverter features including voltage gain and efficiency as well as producing high quality output voltage. Although these structures include four active switches, they have only one or two high frequency active switches. Reducing the number of high frequency active switches beside providing soft switching condition for semiconductor devices, reduces gate drive and switching losses and decreases inverter size by means of increasing frequency. Another feature of introduced inverters is simplicity of structure and control technique which leads to manufacturing cost reduction and reliability increment. The leakage current problem is considered in proposed structures and it is totally omitted in two of the three introduced structures. The proposed circuits are completely analyzed and the design principle and recommended control technique of each structure is presented. To confirm the validity of theoretical analysis, a prototype of each inverter with output power lower than 100w is simulated and tested in the lab. Keywords : Single-stage Inverter, Transformerless Inverter, Leakage Current.
امروزه با گرم‌تر شدن کره زمین و افزایش نگرانی از کاهش منابع فسیلی، استفاده از منابع تجدید پذیر اهمیت ویژه‌ای یافته است. ازآنجایی‌که خورشید، یک منبع انرژی ارزان و در دسترس است، انتظار می‌رود تا پایان قرن جاری 60 درصد از انرژی مصرفی جهان از منابع فتوولتائیک تأمین گردد. انرژی تولیدی توسط این منابع انرژی، به‌وسیله سیستم توزیع به کاربران منتقل می‌گردد. اینورترهای متصل به شبکه، جزء المان‌های اصلی سیستم توزیع به شمار می‌روند؛ چراکه وظیفه‌ی واسط بین شبکه و منابع انرژی تجدیدپذیر را دارند. با توجه به پایین بودن ولتاژ خروجی پنل‌های فتوولتائیک، معمولاً از یک مبدل افزاینده ولتاژ، بین پنل و اینورتر استفاده می‌گردد. استفاده از این مبدل سبب افزایش قیمت و کاهش بازده می‌شود. ازاین‌رو امروزه تلاش می‌گردد در کاربردهای توان پایین از ساختارهای تک طبقه استفاده گردد. ازآنجایی‌که اینورترهای تک طبقه بدون ترانسفورمر برای اتصال سیستم‌های فتوولتائیک تک فاز با ولتاژ پایین به شبکه دارای بازده بالاتر، قیمت پایین‌تر، اندازه و وزن کمتر در مقایسه با اینورترهای ایزوله هستند، امروزه توجه ویژه‌ای به استفاده از این اینورترها در سیستم‌های فتوولتائیک معطوف گشته است. با وجود مزایای اینورترهای بدون ترانسفورمر، لازم است در طراحی این اینورترها به مسئله جریان نشتی که به ساختار و نحوه کنترل مدار اینورتر وابسته است، توجه ویژه‌ای صورت گیرد. در این پایان‌نامه سه اینورتر توان پایین جدید برای کاربردهای فتوولتائیک معرفی شده است. اینورترهای معرفی شده دارای ساختار تک طبقه بوده و به‌منظور بهبود راندمان و کاهش حجم و وزن، فاقد ایزولاسیون الکتریکی بین شبکه و پنل می‌باشند. در این ساختارها تلاش شده ضمن حفظ کیفیت ولتاژ خروجی، مشخصات اینورتر شامل بهره ولتاژ و راندمان بهبود یابد. گرچه این ساختارها شامل 4 کلید فعال هستند، در هر ساختار تنها یک یا دو کلید فرکانس بالا وجود دارد. کاهش تعداد کلیدهای فرکانس بالا به همراه ایجاد شرایط کلیدزنی نرم برای کلیدهای فعال، سبب کاهش تلفات گیت درایو و کلیدزنی شده و این امکان را فراهم می‌کند که حجم مدار با افزایش فرکانس کاهش یابد. از دیگر مزایای ساختارهای معرفی‌شده سادگی ساختار و روش کنترل است که به کاهش هزینه ساخت و افزایش قابلیت اطمینان منجر می‌گردد. در ساختارهای پیشنهادی تلاش شده است که جریان نشتی تا حد امکان کاهش یابد و مشکل جریان نشتی زمین در دو ساختار از سه اینورتر معرفی شده از طریق اتصال نول شبکه به پایه منفی پنل به‌طور کامل حل گردیده است. مدارهای پیشنهادی به‌طور کامل تحلیل و روابط موردنیاز برای طراحی و روش کنترل پیشنهادی برای هر ساختار ارائه شده است. همچنین، به‌منظور بررسی صحت عملکرد، نتایج شبیه‌سازی و ساخت یک نمونه اولیه از اینورترهای ارائه‌شده در توان کمتر از 100 وات ارائه گردیده است. کلمات کلیدی: اینورتر تک طبقه، اینورتر بدون ترانسفورمر، جریان نشتی. فصل اول

ارتقاء امنیت وب با وف بومی