Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Ehsan Adib
حسین فرزانه فرد (استاد راهنما) احسان ادیب (استاد مشاور)
 
STUDENT
Milad Keshani
میلاد کشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

A Single Stage Inverter with an Active Clamp Circuit based on SEPIC Topology
Nowadays, a swift growth of global electricity consumption and the destructive consequences of traditional power generation such as greenhouse effects and air pollution especially in crowded cities, have forced human beings to search for new energy sources. Moreover, due to the fact that traditional energy sources are finite, major research has been carried out to find new clean methods of power generation which are renewable and less pollutant. Among the renewable energy technologies, Photovoltaic energy (PV), is being known as the leading technology in recent years. The solar energy is clean, renewable, abundant and free source of energy that all countries have great access to it. There are many circuit topologies to gain energy by means of PV-modules; however, AC-modules which consist of a PV panel integrated with a grid-connected inverter have become more attractive recently. The ease of use called “Plug and Play” and the ability of non-limited expansion help them to become an optimum option especially forhouseholds and residential complexes. Although AC-modules have several advantages, they suffer from some drawbacks such as low output voltage, low lifetime, ground leakage current and low efficiency. One of the most important problems associated with ac modules is originated from the use of electrolytic capacitors needed for power decoupling in these systems. This effectively reduces the ac modules’ life span to one third. In recent years, major research has been carried out on Ac-modules in order to improve their weak points and to enhance their efficiency. In this thesis, after a short survey on grid-connected photovoltaic systems particularly in the application of AC-modules, their improvement methods are investigated. Then a new electrolyte-free microinverter topology based on an isolated SEPIC topology with its control circuit is introduced.The proposed converter is analyzed and the presented simulation and experimental results confirm the theoretical analysis. Finally, an improved, high step-up ratio, soft switched topology of this microinverter is proposed. It uses coupled inductors for stepping up the output voltage and soft switching technique for diminishing the switching loss in semiconductor elements. Keywords AC-Modules, PowerDecouplingCapacitor,Grid-ConnectedInverter, Soft Switching Techniques,Electrolyte-Free Microinverters
رشد جمعیت و نیاز روزافزون بشر به انرژی، استفاده از منابع تجدید ناپذیر مانندسوخت‌های فسیلی را سرعت بخشیده و ذخایر آن‌ها را با تهدید مواجه نموده است. از طرف دیگر سوزاندن و استفاده بیش از حد از این سوخت‌ها از یکسو باعث بروز مشکلات زیست محیطی و از سوی دیگر باعث ایجاد تغییرات آب‌ و هوایی ناشی از اثرات گلخانه‌ای سوزاندن این منابع شده است. به همین دلیل استفاده از دیگر منابع انرژی به ویژه منابع تجدید پذیر با رغبت بیشتری همراه شده است. امروزه انرژی خورشیدی به عنوان عظیم‌ترین منبع انرژی در جهان، در میان دیگر انرژی‌های تجدیدپذیر رشد بیشتری داشته و به صورت گسترده‌ در کشورها استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای مهم این انرژی در تولید برق توسط سیستم‌های فتوولتایی می‌باشد. در سال‌های اخیر رشد استفاده از سیستم‌های فتوولتایی متصل به شبکه خصوصاً در کاربرد ماژول‌های ac یا میکرواینورترهای متصل به شبکه افزایش یافته است. سیستم‌های فتوولتایی از دو بخش پانل خورشیدی و اینورتر متصل به شبکه تشکیل شده که با رشد تکنولوژی‌های ساخت پانل‌های فتوولتایی، اهمیت اینورترهای پر بازده و با طول عمر بالا در این سیستم‌ها افزایش یافته است. هرچند استفاده از ماژول‌های ac از مزایای فراوانی از جمله سهولت در استفاده، قابلیت گسترش سیستم به دلیل ماژولار بودن برخوردار می‌باشد، اما این سیستم‌ها دارای نقاط ضعفی نیز هستند. طول عمر و قابلیت اطمینان پایین، بهره کم ولتاژ خروجی، جریان نشتی زمین و تلفات کلیدزنی از جمله این نقاط ضعف می‌باشند. یکی از بزرگترین مشکلات ماژول‌های ac استفاده از خازن‌های الکترولیتی برای جداسازی توان می‌باشد. روش‌ها و مدارات مختلفی توسط محققان برای بهبود این سیستم‌ها ارائه شده است که هر کدام سعی در رفع اینمشکل نموده‌اند. در این پایان‌نامه علاوه بر معرفی مبدل سیستم‌های فتوولتایی خصوصاً در کاربرد ماژول ac، چالش‌ها و نقاط ضعف این مبدل‌ها بررسی و روش‌های ارائه شده جهت بهبود این نقاط ضعف بیان شده است. در ادامه یک اینورتر جدید بدون استفاده از خازن الکترولیتی بر پایه مبدل سپیک ایزوله به همراه مدار کنترل معرفی می‌شود. سپس مدهای عملکردی مدار پیشنهادی تشریح شده و صحت طراحی و مدل ارائه شده، با نتایج شبیه‌سازی و نیز نتایج حاصل از تست یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده از مدار فوق اثبات می‌شود. در فصل چهارم با استفاده از سلف تزویج شده و نیز به کارگیری روش کلید زنی نرم،یک مبدل بهبود یافته از مدار اینورتر پیشنهادیبه همراه مدهای عملکرد و روابط طراحی ارائه و توسط نتایج شبیه‌سازی صحت عملکرد مبدل اثبات می‌گردد. واژه‌های کلیدی: 1- ماژول‌های ac 2- کاهش اندازه خازن جداساز توان 3- اینورتر متصل به شبکه 4- روش‌های کلیدزنی نرم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی