Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد راهنما) حسین فرزانه فرد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Vali Sichani
مسعود والی سیچانی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Using resonance technique for Efficiency Improvement of photovoltaic micro inverters
Access to new energy resources is one of the most important challenges in future of electrical industry. Development in energy resources and using them more efficiently result in Industrial growth and increase on human’s lifestyle level. By increase in energy consumption, its resource’s diversity and production increase too. In comparison with all kinds of energy that we use, solar energy has been given more focus than other renewable resources because it does not produce environmental pollutions, it needs minimum time for preparation and it can be converted to other kinds of energy easily. Fossil fuels will be finished and thus new energy resources should be considered. Solar cell is a renewable energy resource that converts solar energy into electrical energy. To produce electrical energy in industrial scales, solar cells will be attached together to make solar modules. Solar modules produce dc current and voltage on their outputs so it is not possible to attach them to electric grid directly. Electric Grid’s standard voltages and currents are sinusoidal, so dc voltage should be converted to ac and inverter is the key part in this conversion. Inverters must track maximum power points and inject sinusoidal current to grid. Also, high efficiency and reliability is required. There are four category for inverters in solar applications which include central inverters, string inverters, multi-string inverters and ac module inverters. Ac module inverter is the most recent technology and used in home or low power applications. These inverters require high voltage gain because they have to convert a low dc voltage to a high voltage suitable for connecting to grid. Also, high efficiency is neccesary. In this dissertation after reviewing existing inverters, a new resonant forward inverter will be proposed. In this inverter, because of resonance between elements, soft switching is achieved for the main switch. In the proposed inverter the transformer parasitic elements are used as resonant elements so its size is reduced to minimum value. The proposed inverter operating principle is discussed and inverter is designed and simulated by software and an experimental prototype is implemented in order to confirm the theoretical analysis. Keywords: Resonant Inverter, Soft Switching, AC Module
یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در آینده صنعت برق دسترسی به منابع اولیه انرژی تجدید پذیر است. پیشرفت صنعتی و درنتیجه بالا رفتن سطح زندگی انسان‌ها با توسعه منابع انرژی و استفاده بهینه از آن‌ها امکان‌پذیر می‌گردد. از میان انواع انرژی‌های مورداستفاده، انرژی خورشیدی به لحاظ اینکه آلودگی زیست‌محیطی تولید نمی‌کند، به منظور استحصال انرژی زمان آماده‌سازی نسبتاً کمی مورد نیاز است و به‌آسانی به انرژی‌های دیگر قابل‌تبدیل است، بیش از دیگر انواع انرژی موردتوجه بشر قرارگرفته است. برای تولید انرژی الکتریکی به‌صورت صنعتی سلول‌های خورشیدی را به هم متصل می‌کنند تا ماژول‌های خورشیدی ایجاد گردند. ماژول‌های خورشیدی ولتاژ و جریان مستقیم تولید می‌کنند و چون استاندارد ولتاژ و جریان شبکه الکتریکی به‌صورت ولتاژ و جریان متناوب است، نمی‌توان ماژول‌های خورشیدی را مستقیماً به شبکه متصل کرد و این کار باید توسط مبدل‌های جریان مستقیم به متناوب یا اینورتر انجام گردد. دو وظیفه اصلی اینورتر این است که اولاً سلول خورشیدی را در نقطه کار توان حداکثر قرار دهد و ثانیاً یک جریان کاملاً سینوسی به شبکه تزریق کند. اینورترها در کاربردهای خورشیدی به چهار دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند که شامل اینورترهای مرکزی، اینورترهای رشته‌ای، اینورترهای چند رشته‌ای و اینورترهای ماژول AC هستند. اینورترهای ماژول AC جدیدترین فناوری موجود هستند و بیشتر در کاربردهای خانگی و توان پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل اینکه در این طبقه‌بندی برای هر صفحه خورشیدی یک اینورتر جداگانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، بهره ولتاژ بالایی دارند و به دلیل اینکه هر صفحه قابلیت کار در نقطه بهینه به صورت جداگانه دارد بازده کلی سیستم در ماژول‌های AC بسیار بالا است. در این پایان‌نامه، ضمن بررسی اینورتر‌های تک فاز موجود، یک اینورتر رزونانسی فوروارد جدید معرفی می‌گردد. اینورتر پیشنهادی تنها دارای یک کلید با فرکانس کلیدزنی بالا است و دو کلید با فرکانس شبکه نیز شکل موج سینوسی خروجی را ایجاد می‌کنند. در این اینورتر با توجه به رزونانس المان‌های موجود، کلید اصلی به‌صورت نرم خاموش و روشن می‌شود. در اینورتر پیشنهادی از المان‌های پارازیتی ترانسفورمر به عنوان المان‌های رزونانس استفاده می‌شود و بنابراین می‌تواند در حجم بسیار کمی پیاده‌سازی شود. کنترل توان خروجی در اینورتر پیشنهادی به وسیله کنترل زمان خاموش بودن کلید اصلی انجام می‌پذیرد و کلید اصلی اینورتر دارای فرکانس کلیدزنی متغیر است. در هر دوره کلیدزنی بر خلاف روش‌های کنترل معمول، زمان روشن بودن کلید اصلی ثابت است و زمان خاموش بودن آن متغیر است. نحوه عملکرد اینورتر پیشنهاد شده بررسی شده است و روش طراحی آن بیان شده است. همچنین اینورتر پیشنهادی شبیه‌سازی شده و یک نمونه عملی آن در توان 100 وات پیاده سازی شده است. کلمات کلیدی: ?- اینورتر رزونانسی ?- کلید زنی نرم ?- ماژول AC

ارتقاء امنیت وب با وف بومی