फोटोवोल्टिक सिस्टम के केंद्रीय नियंत्रक के रूप में, इन्वर्टर पूरे सिस्टम के संचालन और आउटपुट में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब सिस्टम में स्टैंडबाय, शटडाउन, अलार्म, फॉल्ट, बिजली उत्पादन अपेक्षाओं को पूरा न करना, डेटा मॉनिटरिंग में रुकावट आदि जैसी समस्याएं होती हैं, तो ऑपरेशन और मेंटेनेंस कर्मी हमेशा अवचेतन रूप से कारण और समाधान खोजने के लिए इन्वर्टर से शुरू करते हैं। दैनिक संचार में, यह पाया जाता है कि हालांकि वितरित फोटोवोल्टिक्स कई वर्षों से तेजी से विकसित हो रहे हैं, फिर भी इनवर्टर के बारे में कई विशिष्ट गलतफहमियां हैं। आइए आज इसके बारे में बात करते हैं।
01 इन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज?
पैरामीटर "एसी आउटपुट वोल्टेज" को इन्वर्टर के प्रत्येक ब्रांड की स्पेसिफिकेशन शीट में आसानी से पाया जा सकता है। यह इन्वर्टर की ग्रेड विशेषताओं को परिभाषित करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। सरल शब्दों में, एसी आउटपुट वोल्टेज इन्वर्टर के एसी साइड द्वारा आउटपुट वोल्टेज वैल्यू को संदर्भित करता है। वास्तव में, यह एक गलतफहमी है।
"एसी आउटपुट वोल्टेज" इन्वर्टर द्वारा स्वयं आउटपुट किया जाने वाला वोल्टेज नहीं है। इन्वर्टर एक विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसमें करंट स्रोत गुण होते हैं। चूँकि इसे उत्पन्न विद्युत ऊर्जा को सुरक्षित रूप से संचारित या संग्रहीत करने के लिए पावर ग्रिड (यूटिलिटी) से कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है, इसलिए यह संचालन के दौरान हमेशा उस ग्रिड के वोल्टेज (V) और आवृत्ति (F) का पता लगाएगा जिससे यह जुड़ा हुआ है। क्या ये दो पैरामीटर ग्रिड के साथ सिंक्रोनाइज़/समान हैं, यह निर्धारित करता है कि इन्वर्टर द्वारा आउटपुट की जाने वाली विद्युत ऊर्जा ग्रिड द्वारा स्वीकार की जा सकती है या नहीं। अपने रेटेड पावर वैल्यू (P=UI) को आउटपुट करने के लिए, इन्वर्टर गणना करता है कि क्या यह आउटपुट जारी रख सकता है और प्रत्येक क्षण में पता लगाए गए ग्रिड वोल्टेज (ग्रिड कनेक्शन पॉइंट) के आधार पर कितना आउटपुट करना है। यहाँ ग्रिड को वास्तव में जो आउटपुट किया जाता है वह करंट (I) है, और करंट की मात्रा वोल्टेज में परिवर्तन के अनुसार समायोजित की जाती है।
10KW को एक उदाहरण के रूप में बदलने की आवश्यकता को लेते हुए, यदि ग्रिड वोल्टेज 400V है, तो इस समय इन्वर्टर द्वारा आउटपुट किए जाने के लिए आवश्यक वर्तमान मूल्य है: 10000÷400÷1.732≈14.5A; जब ग्रिड वोल्टेज अगले ही पल 430V तक उतार-चढ़ाव करता है, तो आवश्यक आउटपुट वर्तमान 13.4A पर समायोजित किया जाता है; इसके विपरीत, जब ग्रिड वोल्टेज कम हो जाती है, तो इन्वर्टर तदनुसार आउटपुट वर्तमान मूल्य में वृद्धि करेगा। ध्यान देने योग्य दो बिंदु हैं: ① ग्रिड वोल्टेज स्थिर मूल्य पर नहीं रह सकता है, यह हमेशा उतार-चढ़ाव करता रहता है; ② इसलिए, इन्वर्टर द्वारा पता लगाए गए ग्रिड वोल्टेज में एक सीमा होनी चाहिए। यदि ग्रिड का वास्तविक वोल्टेज इस सीमा से बाहर उतार-चढ़ाव करता है, तो इन्वर्टर को वास्तविक समय में इसका पता लगाना चाहिए और गलती की रिपोर्ट करनी चाहिए
ऐसे में इस पैरामीटर का नाम क्यों नहीं बदला जाता? इसका मुख्य कारण यह है कि इंडस्ट्री कई सालों से इसी प्रथा का पालन कर रही है - हर कोई इसे इसी तरह से बुलाता है; साथ ही, इसे आउटपुट करंट के अनुरूप बनाए रखने के लिए इसे इस तरह से बुलाया जाता है।
02 क्या इन्वर्टर को एंटी-आइलैंडिंग सुरक्षा से सुसज्जित होना आवश्यक है?
जवाब बेशक हां है, इसमें कोई संदेह नहीं है। यह भी कहा जा सकता है कि इन्वर्टर को इन्वर्टर इसलिए कहा जा सकता है क्योंकि इसमें एंटी-आइलैंडिंग सुरक्षा होती है। कल्पना करें: यदि इन्वर्टर डीसी साइड को इनपुट करने की अनुमति देता है और एसी साइड आउटपुट नहीं कर सकता है, तो बड़ी मात्रा में चार्ज कहां जाएगा? इन्वर्टर स्वयं एक स्टोरेज डिवाइस नहीं है और बड़ी मात्रा में चार्ज नहीं रख सकता है, इसलिए इसे अभी भी आउटपुट करना होगा। जब आइलैंडिंग होती है, तो यह तब होता है जब किसी कारण से पावर ग्रिड का सामान्य पावर ट्रांसमिशन और वितरण बाधित होता है। एक बार जब बड़ी मात्रा में चार्ज मूल पथ के साथ पावर ग्रिड लाइन में प्रवेश करता है, अगर इस समय उस पर काम करने वाले बिजली रखरखाव कर्मी हैं, तो परिणाम विनाशकारी होंगे। इसलिए, यदि फोटोवोल्टिक प्रणाली को हमेशा पावर ग्रिड के साथ तालमेल रखना है, तो इसे एंटी-आइलैंडिंग प्रोटेक्शन फंक्शन (एंटी-आइलैंडिंग) से लैस किया जाना चाहिए।
इसे कैसे प्राप्त करें? आइलैंडिंग प्रभाव को रोकने के लिए मुख्य बिंदु अभी भी पावर ग्रिड में बिजली की कमी का पता लगाना है। आमतौर पर, दो "आइलैंडिंग प्रभाव" का पता लगाने के तरीके, निष्क्रिय या सक्रिय, का उपयोग किया जाता है। पता लगाने की विधि चाहे जो भी हो, एक बार जब पावर ग्रिड में बिजली नहीं होने की पुष्टि हो जाती है, तो ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर को ग्रिड से डिस्कनेक्ट कर दिया जाएगा और इन्वर्टर को निर्धारित प्रतिक्रिया समय के भीतर बंद कर दिया जाएगा। वर्तमान में विनियमों द्वारा निर्धारित प्रतिक्रिया मूल्य 2s के भीतर है।
03 क्या डीसी स्ट्रिंग वोल्टेज जितना अधिक होगा, बिजली उत्पादन उतना ही बेहतर होगा?
वास्तव में नहीं। इन्वर्टर के MPPT ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज में, एक रेटेड ऑपरेटिंग वोल्टेज वैल्यू होती है। जब DC स्ट्रिंग का वोल्टेज वैल्यू इन्वर्टर के रेटेड वोल्टेज वैल्यू पर या उसके करीब होता है, यानी फुल लोड MPPT वोल्टेज रेंज में, इन्वर्टर अपने रेटेड पावर वैल्यू को आउटपुट कर सकता है। यदि स्ट्रिंग वोल्टेज बहुत अधिक या बहुत कम है, तो स्ट्रिंग वोल्टेज इन्वर्टर द्वारा निर्धारित रेटेड वोल्टेज वैल्यू/रेंज से बहुत दूर है, और इसकी आउटपुट दक्षता बहुत कम हो जाती है। सबसे पहले, रेटेड पावर आउटपुट करने की संभावना को बाहर रखा गया है - यह वांछनीय नहीं है; दूसरे, यदि स्ट्रिंग वोल्टेज बहुत कम है, तो इन्वर्टर के बूस्ट सर्किट को लगातार काम करने के लिए बार-बार जुटाना पड़ता है, और लगातार गर्म होने से आंतरिक पंखा लगातार काम करता है, जिससे अंततः दक्षता में कमी आती है; यदि स्ट्रिंग वोल्टेज बहुत अधिक है, तो यह न केवल असुरक्षित है, बल्कि घटक के IV आउटपुट कर्व को भी सीमित करता है, जिससे करंट छोटा हो जाता है और पावर में उतार-चढ़ाव बड़ा हो जाता है। उदाहरण के तौर पर 1100V इन्वर्टर को लें, तो इसका रेटेड ऑपरेटिंग वोल्टेज पॉइंट आम तौर पर 600V होता है, और फुल-लोड MPPT वोल्टेज रेंज 550V और 850V के बीच होती है। अगर इनपुट वोल्टेज इस रेंज से ज़्यादा है, तो इन्वर्टर का प्रदर्शन आदर्श नहीं है।