FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS
In the study of inverters have been identified parameters that affect its performance. One of the parameters is the internal components of the inverter on which the efficiency of its operation depends. The main power component is the Power Stack. The main component of the power module is the IGBT (b...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/239 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103318331228160 |
|---|---|
| author | Bordakov, M |
| author_facet | Bordakov, M |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "M Bordakov",
"institution": "Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine 02094, 20А Hnata Khotkevycha Str., Kyiv."
}
] |
| author_sort | Bordakov, M |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:13Z |
| description | In the study of inverters have been identified parameters that affect its performance. One of the parameters is the internal components of the inverter on which the efficiency of its operation depends. The main power component is the Power Stack. The main component of the power module is the IGBT (bipolar insulated gate transistor).
This type of transistor combines the characteristics of two semiconductor devices:
Bipolar transistor (forms a power channel).
FET (forms a control channel).
When calculating the efficiency of the inverter, it is necessary to understand how its power part works and how the power time turns the direct current into an alternating current. The operation of the power transistors is controlled by the driver. This unit controls the frequency of opening and closing of the transistors and the output voltage characteristics of the inverter.
To control the inverters the driver receives a signal and sends a command to the power module itself. In this way the output parameters of the inverter are adjusted. To control the output power the inverter used an algorithm to reduce the input power. This is achieved by switching the FEM field operating point from the  MPPT point to the operating point closest to the idle mode of the solar panel. Adjustment of the reactive power level is also due to the operation of the power module.
For the inverter to operate its power module must have good cooling. Cooling should ensure that the heat module is removed from the power module, which in turn will prevent the transistor from breaking down. Modern inverters use an active and passive cooling system. Usually passive cooling inverters have a capacity of up to 100 kW. Some manufacturers also have thematic models of water cooled inverters. The power of these inverters is expected to be greater than 2500 kW. Ref. 10, fig. 5. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2020.1(60).23-28 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:55Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© М.М. Бордаков, 2020
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 23
УДК 621.472 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).23-28
ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ЧАСТИНИ СИЛОВОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ В
СОНЯЧНИХ МЕРЕЖЕВИХ ІНВЕРТОРАХ
М.М. Бордаков, аспірант
Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094, вул. Гната Хоткевича, 20А, м. Київ, Україна.
При дослідженні роботи інвертора було визначено параметри, які впливають на ефективність його роботи. Одним з та-
ких парметрів є внутрішні компоненти інвертора від яких залежить ефективність його роботи. Основним силовим ком-
понентом є Power Stack (силовий модуль). Основним компонентом силового модуля є IGBT (біполярний транзистор з ізо-
льованим затвором).
Даний тип транзисторів поєднує в собі характеристики двох напівпровідникових пристроїв:
• Біполярного транзистора (утворює силовий канал).
• Польового транзистора (утворює канал управління).
При розрахунку ефективності роботи інвертора потрібно розуміти як працює його силова частина і як силова частина
перетворює постійний струм у змінний. Робота силових транзисторів керується драйвером, який пристрій керує часто-
тою відкриття і закриття транзисторів та вихідними характеристиками напруги інвертора.
Для регулювання роботи інвертора драйвер отримує сигнал та відправляє команду на сам силовий модуль. Таким чином
відбувається регулювання вихідних параметрів інвертора. Для регулювання вихідної потужності інвертором також за-
стосовується алгоритм зменшення вхідної потужності. Це досягається шляхом переходу робочої точки поля ФЕМ з точ-
ки МРРТ до робочої точки, ближчої до режиму холостого ходу сонячної панелі.
Регулювання рівня реактивної потужності також відбувається за рахунок роботи силового модуля. Для роботи інверто-
ра, його силовий модуль повинен мати якісне охолодження. Охолодження має забезпечити відвід тепла від силового моду-
ля, що в свою чергу попередить руйнування транзистора. В сучасних інверторах використовується активна і пасивна сис-
тема охолодження. Зазвичай інвертори з пасивним охолодженням мають потужність до 100 кВт. Також у деяких вироб-
ніків є тестові моделі інверторів з водяним охолодженням. Потужність даних інверторів очікується більшою ніж 2500
кВт. Бібл. 10, рис. 5.
Ключові слова: ефективність роботи, сонячна електростанція, навантаження, напруга, інвертор, струм.
FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON
INVERTERS
M. Bordakov, postgraduate student
Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine,
02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv, Ukraine.
In the study of inverters have been identified parameters that affect its performance. One of the parameters is the internal
components of the inverter on which the efficiency of its operation depends. The main power component is the Power Stack. The
main component of the power module is the IGBT (bipolar insulated gate transistor).
This type of transistor combines the characteristics of two semiconductor devices:
• Bipolar transistor (forms a power channel).
• FET (forms a control channel).
When calculating the efficiency of the inverter, it is necessary to understand how its power part works and how the power time turns
the direct current into an alternating current. The operation of the power transistors is controlled by the driver. This unit controls the
frequency of opening and closing of the transistors and the output voltage characteristics of the inverter.
To control the inverters the driver receives a signal and sends a command to the power module itself. In this way the output
parameters of the inverter are adjusted. To control the output power the inverter used an algorithm to reduce the input power. This is
achieved by switching the FEM field operating point from the MPPT point to the operating point closest to the idle mode of the solar
panel. Adjustment of the reactive power level is also due to the operation of the power module.
For the inverter to operate its power module must have good cooling. Cooling should ensure that the heat module is removed from
the power module, which in turn will prevent the transistor from breaking down. Modern inverters use an active and passive cooling
system. Usually passive cooling inverters have a capacity of up to 100 kW. Some manufacturers also have thematic models of water
cooled inverters. The power of these inverters is expected to be greater than 2500 kW. Ref. 10, fig. 5.
Keywords: efficiency, solar power, load, voltage, inverter, current.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).23-28
ISSN 1819-8058 (Print)
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 24
М.М. Бордаков
М. Bordakov
Відомості про автора: аспірант ІВЕ НАН
України.
Освіта: НТУУ «КПІ ім. І. Сікорського» за
спеціальністю: електротехніка та електротех-
нології. Отримав ступінь: молодшого інфже-
нера-дослідника.
З 2016 аспірант ІВЕ НАН України.
Наукова діяльність: сонячна енергетика,
апаратна частина інвертора для сонячних па-
нелей.
Публікації: 3.
ORCID: 0000-0002-2890-5632
Контакти: тел.: +38093 56 69 447
e-mail: m.m.bordakov@gmail.com
Author information: postgraduate student Insti-
tute of Renewable Energy of the National Acad-
emy of Sciences of Ukraine.
Education: NTUU “Igor Sikorsky Kyiv Poly-
technic Institute”, specialty: electrical engineer-
ing and electrotechnology. Get a degree: junior
research engineer.
Research area: solar energy, hardware part of
solar panel inverter.
Publications: 3.
ORCID: 0000-0002-2890-5632
Contacts: tel.: +38093 56 69 447
e-mail: m.m.bordakov@gmail.com
Перелік позначень та скорочень:
СЕС – Cонячна електростанція;
ВДЕ – Відновлювані джерела енергії;
ФЕС – Фотоелектрична станція;
ФЕМ – Фотоелектричний модуль.
Вступ. При дослідженні ефективності робо-
ти інвертора було знайдено чинники, які вплива-
ють на дану величину. Одним з чинників є
внутрішні компоненти інвертора. Основним си-
ловим компонентом є Power Stack (силовий мо-
дуль). Основним компонентом силового модуля є
IGBT (біполярний транзистор з ізольованим за-
твором). Даний тип транзисторів поєднує в собі
характеристики двох напівпровідникових при-
строїв:
• Біполярного транзистора (утворює сило-
вий канал).
• Польового транзистора (утворює канал
управління).
При розрахунку ефективності роботи інвер-
тора потрібно розуміти як працює його силова
частина і як силова частина перетворює постій-
ний струм у змінний.
Опис схеми виконання інвертора. Основ-
ним завданням інвертора для сонячних панелей є
перетворення електричної енергії постійного
струму у змінний струм. При роботі на мережу,
інвертор ведеться нею. Він отримує данні від неї
і працює синхронно з нею. На рис 1. Зображено
типову схему заміщення інвертора.
На даній схемі видно, що перетворення
здійснюється IBGT транзистором. Керуються
вони так званим драйвером, драйвер подає сиг-
нали на транзистори і задає форму вихідної кри-
вої струму. В даній роботі розглянемо роботу
саме IGВT транзистора.
Рис. 1. Типова схема інвертора:
IT-струм транзистора; ID-струм діоду транзистора; Iout,
Vout – вихідні струм і напруга інвертора; Vd/2 – половинчас-
та вхідна напруга.
Fig. 1. Typical diagram of solar inverter:
IT – ransistor current; ID- current of the transistor diode; Iout,
Vout – output current and voltage of the inverter; Vd/2 – half
input voltage.
Опис структури та роботи IGВT транзи-
стора. Даний транзистор складається з таких ча-
стин: p-n-p транзистора який керується МОН-
транзистором через канал зв’язку n-типу. На
рис.2 зображено еквівалентну схему IBGT тран-
зистора.
mailto:m.m.bordakov@gmail.com
mailto:m.m.bordakov@gmail.com
ISSN 1819-8058 (Print)
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 25
Рис. 2. Структурна схема IGВT транзистора.
Fig. 2. Structural diagram of IGBT tramsystor.
Колектор IGBT-транзистора на еквівалент-ній
схемі (рис. 2) є емітером транзистора VT4. При
подачі позитивної напруги на затвор у транзи-
стора VT1 з'являється електропровідний канал.
Через нього емітер транзистора IGBT (колектор
транзистора VT4) з'єднується з базою транзи-
стора VT4. Це призводить до того, що він по-
вністю вимикається і падіння напруги між ко-
лектором транзистора IGBT і його емітером
стає рівним падінню напруги на емітерному
переході транзистора VT4, підсумованим з
падінням напруги Uси на транзисторі VT1.
У зв'язку з тим, що падіння напруги на р-n-
переході зменшується зі збільшенням температу-
ри, падіння напруги на відкритому IGBT-
транзисторі в певному діапазоні струмів має
негативний температурний коефіцієнт, який стає
позитивним при великому струмі.
При збільшенні напруги, прикладеного до
транзистора IGBT, збільшується струм каналу,
який визначає струм бази транзистора VT4, при
цьому падіння напруги на IGBT-транзисторі
зменшується.
Рис. 3. Схема заміщення та вихідні характеристики ідеального IGBT.
Fig. 3. Replacement diagram and output characteristics of an ideal IGBT.
ISSN 1819-8058 (Print)
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 26
При замиканні транзистора VT1 струм тран-
зистора VT4 стає малим, що дозволяє вважати
його замкненим. Додаткові шари введені для
виключення режимів роботи, характерних для
тиристорів, коли відбувається лавинний пробій.
Буферний шар n+ і широка базова область n- за-
безпечують зменшення коефіцієнта посилення за
струмом p-n-p-транзистора.
Загальна картина ввімкнення та вимикання
транзистора досить складна, так як відбувається
зміна рухливості носіїв заряду, коефіцієнтів пе-
редачі струму транзисторів, зміни опорів обла-
стей та ін. Хоча в принципі IGBT-транзистори
можуть бути використані для роботи в лінійному
режимі, але в основному їх застосовують в клю-
човому режимі.
Рис. 4. Зміна падіння напруги Uке і струму Ic IGBT-транзистора.
Fig. 4. Change in voltage drop of Uke and current Ic of IGBT transistor.
Дослідження показали, що для більшості
транзисторів типу IGBT час ввімкнення і вимк-
нення не перевищує 0,5 - 1,0 мкс. Для зменшення
кількості додаткових зовнішніх компонентів до
склада IGBT-транзисторів вводять діоди або
випускають модулі, що складаються з декількох
компонентів.
Процес перетворення і втрати під час ро-
боти IGBT. Процес рекомбінації Qs позитивно
заряджених частин під час проходження нега-
тивно зарядженої зони транзистора має майже
лінійну залежність на малих струмах і зі збіль-
шенням струму до номінального і в режимі над
струмів описується функцією квадратного коре-
ня.
Qs |0.8..1 робота на малих струмах.
Qs |0.5 робота на номінальних і над струмах.
Рис. 5. Еквівалентна схема реального IGBT транзистора.
Fig. 5. Equivalent diagram of real IGBT transistor.
ISSN 1819-8058 (Print)
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 27
Процеси накопичення зберігання та віддача
заряду супроводжуються так званими комутацій-
ними втратами. Час зберігання еквівалентний ча-
су закриття транзистора, процес закриття
(відключення) супроводжується появою “хвосто-
вого струму” в колекторі. Для того, щоб зро-
зуміти втрати в IGBT транзисторі потрібно
розглянути структурну схему реального транзи-
стора та оцінити всі паразитичні елементи в ній
(рис.5).
При роботі транзистора паразитичні елемен-
ти і є основним джерелом втрат. Але крім
внутрішніх ємностей та опорів, еквівалентна
схема також показує так званий "ідеальний
MOSFET". Транзистор NPN на стороні затвора: n
+ область випромінювача (емітер) / p + свердло-
вина (база) / n-зона дрейфу (колектор) з бічним
опором p + свердловини нижче зони емітера як
опорний випромінювач RW і - у послідовності p
+ -колекторна площа (емітер) / n-зона дрейфу
(основа) / p + свердловина (колектор) - транзи-
стор PNP, який, у поєднанні з транзистором NPN
утворює тиристорний ланцюг. Цей паразитичний
тиристор чинить вплив на роботу, як тільки буде
виконано наступну умову замикання:
( ) 1, ,npn pnp npn pnp T EМ + = = , (1)
де: М – коефіцієнт множення; ,npn pnp –
коефіцієнти підсилення струму індивідуального
транзистора в колі бази; T – фактор транспорту
бази; E – ефективність емітера.
Це призвело б до втрати керованості IGBT і
до його руйнування. В принципі, це може статися
під час роботи в стаціонарному режимі (при пе-
ревищенні критичної щільності струму, яка
зменшується в міру підвищення температури
мікросхеми) або навіть під час відключення (ди-
намічний зсув струму за рахунок збільшення
струму порівняно зі стаціонарним режимом
спрацювання). Відповідні проектні заходи
надійно запобігають засувці у всіх сучасних ти-
пах IGBT при будь-яких допустимих статичних і
динамічних умовах роботи; замикання відбудеть-
ся лише під час відключення, якщо б була
номінальна щільність струму помножена на зна-
чення.
Відповідними проектними заходами є,
наприклад, зменшення опору базового ви-
промінювача RW.
Висновки та подальші дослідження. З по-
даного в статті матеріалу робимо висновки що:
1. Втрати в силовій частині інвертора дося-
гаються в основному за рахунок паразитичних
складових самого транзистора.
2. Втрати збільшуються як що виконується
рівність 1.
При розрахунку інвертора потрібно врахо-
вувати втрати в силовому модулі. Також зважати
на рівність 1. В подальшому, на основі даної
статті, буде розроблена математична модель ін-
вертора та порівняння її з реальним інвертором.
1. Wintrich A., Nicolai U., Tursky W., Reimann T.
Application Manual Power Semiconductors. SEMIKRON Inter-
national GmbH. 2015. 464 p.
2. ДСТУ 8635:2016. Площадки для фотоелектричних
станцій. Приєднання станцій до електроенергетичної систе-
ми. Київ. ДП «УкрНДНЦ». 2017. С. 22. [Електронний ре-
сурс]. URL:
http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downfile&id
=3656.
3. Reactive Power Interconnection Requirements for PV
and Wind Plants. Recommendations to NERC. [Електронний
ресурс]. URL: https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-
control.cgi/2012/121098.pdf.
4. Brown T. Transmission network loading in Europe with
high shares of renewables. IET Renewable Power Generation.
Vol. 9. No. 1. Pp. 57-65.
5. GB/T19964-2012. Photovoltaic power plant power
system access technical requirements. Beijing. General
Administration of Quality Supervision. Inspection and
Quarantine of Peoples Republic of China. China National
Standardization Management Committee. 2012.
6. Campbell M., Aschenbrenner P., Blunden J., Smeloff E.,
Wright S. The drivers of the levelized cost of electricity for
utility-scale photovoltaics. SunPower Corp. 200 p.
7. Zhou J., Gole A. VSC transmission limitations imposed
by AC system strength and AC impedance characteristics. in
Proc. 10th IET International Conference on AC and DC Power
Transmission (ACDC). 2012. Pp. 1-6.
8. Collins L., Ward J. Real and reactive power control
of distributed PV inverters for overvoltage prevention and
increased renewable generation hosting capacity. Renewable
Energy. 2015. Vol. 81. Pp. 464-471.
9. Utility-scale solar photovoltaic power pants-A project
developers guide. International Finance Corporation (IFC). 2015.
10. Molina-Garcia A., Mastromauro R.A., Garcia-
Sanchez T., Pugliese S., Liserre M., Stasi S. Reactive power
flow control for PV inverters voltage support in LV
distribution networks. IEEE Trans. Smart Grid. 2017. Vol. 8.
No. 1. Pp. 447-456.
REFERENCES
1. Wintrich A., Nicolai U., Tursky W., Reimann T.
Application Manual Power Semiconductors. SEMIKRON Inter-
national GmbH. 2015. 464 p. [in English].
2. DSTU 8635:2016. Ploshchadky dlya fotoelektrychnykh
stantsiy. Pryyednannya stantsiy do elektroenerhetychnoyi sys-
temy. [Areas for photovoltaic plants. Interconnecting plants with
the grid]. Kyiv. DP«UkrNDNTS». [Electronic resource].
URL: http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downf
ile&id=3656. [in Ukrainian].
3. Reactive Power Interconnection Requirements for PV and
Wind Plants. Recommendations to NERC. [Electronic resource].
URL: https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-
control.cgi/2012/121098.pdf. [in English].
4. Brown T. Transmission network loading in Europe with
high shares of renewables. IET Renewable Power Generation.
Vol. 9, No. 1. Pp. 57-65. [in English].
http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downfile&id=3656
http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downfile&id=3656
https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-control.cgi/2012/121098.pdf
https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-control.cgi/2012/121098.pdf
http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downfile&id=3656
http://eom.com.ua/index.php?action=downloads;sa=downfile&id=3656
https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-control.cgi/2012/121098.pdf
https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/access-control.cgi/2012/121098.pdf
ISSN 1819-8058 (Print)
СОНЯЧНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2020. № 1 28
5. GB/T19964-2012. Photovoltaic power plant power
system access technical requirements. Beijing. General
Administration of Quality Supervision. Inspection and
Quarantine of Peoples Republic of China. China National
Standardization Management Committee. 2012. [in English].
6. Campbell M., Aschenbrenner P., Blunden J., Smeloff E.,
Wright S. The drivers of the levelized cost of electricity for
utility-scale photovoltaics. SunPower Corp. 200 p. [in English].
7. Zhou J., Gole A. VSC transmission limitations imposed by
AC system strength and AC impedance characteristics. in Proc.
10th IET International Conference on AC and DC Power
Transmission (ACDC). 2012. Pp. 1-6. [in English].
8. Collins L., Ward J. Real and reactive power control of
distributed PV inverters for overvoltage prevention and
increased renewable generation hosting capacity. Renewable
Energy. 2015. Vol. 81. Pp. 464-471. [in English].
9. Utility-scale solar photovoltaic power pants-A project
developers guide. International Finance Corporation (IFC). 2015.
[in English].
10. Molina-Garcia A. , Mastromauro R.A., Garcia-Sanchez
T., Pugliese S., Liserre M., Stasi S. Reactive power flow control
for PV inverters voltage support in LV distribution networks.
IEEE Trans. Smart Grid. 2017. Vol. 8. No. 1. Pp. 447-456. [in
English].
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ЧАСТИ СИЛОВОЙ
ЭЛЕКТРОНИКИ В СОЛНЕЧНЫХ СЕТЕВЫХ
ИНВЕРТОРАХ
Н.Н. Бордаков, аспирант
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины,
02094, ул. Гната Хоткевича, 20А, Киев, Украина.
При исследовании работы инвертора были определены па-
раметры которые влияют на эффективность его работы.
Одним из параметров есть внутренние компоненты инвер-
тора от которых зависит эффективность его работы.
Основным силовым компонентом является Power Stack (си-
ловой модуль). Основным компонентом силового модуля
является IGBT (биполярный транзистор с изолированным
затвором).
Данный тип транзисторов сочетает в себе характеристи-
ки двух полупроводниковых устройства:
• биполярного транзистора (образует силовой канал).
• Полевого транзистора (образует канал управления).
При расчете эффективности работы инвертора нужно
понимать как работает его силовая часть и как силовая
часть преобразует постоянный ток в переменный. Работа
силовых транзисторов руководствуется драйвером, данное
устройство управляет частотой открытия и закрытия
транзисторов и выходными характеристиками напряже-
ния инвертора.
Для регулирования работы инвертора драйвер получает
сигнал и отправляет команду на сам силовой модуль. Таким
образом происходит регулирование выходных параметров
инвертора. Для регулирования выходной мощности инвер-
тора применяется алгоритм уменьшения входной мощнос-
ти. Это достигается путем перехода рабочей точки поля
ФЭМ с точки МРРТ к рабочей точки, близкой к режиму
холостого хода солнечной панели.
Регулировка уровня реактивной мощности также происхо-
дит за счет работы силового модуля. Для работы инверто-
ра, его силовой модуль должен иметь качественное
охлаждение. Охлаждение должно обеспечить отвод тепла
от силового модуля в свою очередь предупредит разрушения
транзистора. В современных инверторах используется ак-
тивная и пассивная система охлаждения. Обычно инверторы
с пассивным охлаждением имеют мощность до 100 кВт.
Также у некоторых производителей есть тестовые модели
инверторов с водяным охлаждением. Мощность данных ин-
верторов ожидается больше 2500 кВт. Библ. 10, рис. 5.
Ключевые слова: эффективность работы, солнечная элек-
тростанция, нагрузка, напряжение, инвертор, ток.
Стаття надійшла до редакції 18.11.19
Остаточна версія 13.03.20
|
| id | veorgua-article-239 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:06:18Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/93/e008d0f833de7b8218b4864e0e455e93.pdf |
| spelling | veorgua-article-2392026-07-18T06:32:13Z FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ЧАСТИНИ СИЛОВОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ В СОНЯЧНИХ МЕРЕЖЕВИХ ІНВЕРТОРАХ Bordakov, M efficiency, solar power, load, voltage, inverter, current. ефективність роботи, сонячна електростанція, навантаження, напруга, інвертор, струм. In the study of inverters have been identified parameters that affect its performance. One of the parameters is the internal components of the inverter on which the efficiency of its operation depends. The main power component is the Power Stack. The main component of the power module is the IGBT (bipolar insulated gate transistor). This type of transistor combines the characteristics of two semiconductor devices: Bipolar transistor (forms a power channel). FET (forms a control channel). When calculating the efficiency of the inverter, it is necessary to understand how its power part works and how the power time turns the direct current into an alternating current. The operation of the power transistors is controlled by the driver. This unit controls the frequency of opening and closing of the transistors and the output voltage characteristics of the inverter. To control the inverters the driver receives a signal and sends a command to the power module itself. In this way the output parameters of the inverter are adjusted. To control the output power the inverter used an algorithm to reduce the input power. This is achieved by switching the FEM field operating point from the  MPPT point to the operating point closest to the idle mode of the solar panel. Adjustment of the reactive power level is also due to the operation of the power module. For the inverter to operate its power module must have good cooling. Cooling should ensure that the heat module is removed from the power module, which in turn will prevent the transistor from breaking down. Modern inverters use an active and passive cooling system. Usually passive cooling inverters have a capacity of up to 100 kW. Some manufacturers also have thematic models of water cooled inverters. The power of these inverters is expected to be greater than 2500 kW. Ref. 10, fig. 5. При дослідженні роботи інвертора було визначено параметри, які впливають на ефективність його роботи. Одним з таких парметрів  є внутрішні компоненти інвертора від яких залежить ефективність його  роботи.  Основним силовим компонентом є Power Stack (силовий модуль).  Основним компонентом силового модуля є IGBT (біполярний транзистор з ізольованим затвором). Даний тип транзисторів поєднує в собі характеристики двох напівпровідникових пристроїв: Біполярного транзистора (утворює силовий канал). Польового транзистора (утворює канал управління). При розрахунку ефективності роботи інвертора потрібно розуміти як працює його силова частина і як силова частина перетворює постійний струм у змінний. Робота силових транзисторів керується драйвером, який пристрій керує частотою відкриття і закриття транзисторів та вихідними характеристиками напруги інвертора. Для регулювання роботи інвертора драйвер отримує сигнал та відправляє команду на сам силовий модуль. Таким чином відбувається регулювання вихідних параметрів інвертора. Для регулювання вихідної потужності інвертором також застосовується алгоритм зменшення вхідної потужності. Це досягається шляхом переходу робочої точки поля ФЕМ з точки МРРТ до робочої точки, ближчої до режиму холостого ходу сонячної панелі. Регулювання рівня реактивної потужності також відбувається за рахунок роботи силового модуля.  Для роботи інвертора, його силовий модуль повинен мати якісне охолодження. Охолодження має забезпечити відвід тепла від силового модуля, що в свою чергу попередить руйнування транзистора. В сучасних інверторах використовується активна і пасивна система охолодження. Зазвичай інвертори з пасивним охолодженням мають потужність до 100  кВт. Також у деяких виробніків є тестові моделі інверторів з водяним охолодженням. Потужність даних інверторів очікується більшою ніж 2500 кВт. Бібл. 10, рис. 5. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2020-03-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/239 10.36296/1819-8058.2020.1(60).23-28 Vidnovluvana energetika ; No. 1(60) (2020): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 23-28 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(60) (2020): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 23-28 Відновлювана енергетика; № 1(60) (2020): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 23-28 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2020.1(60) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/239/169 Copyright (c) 2020 M Bordakov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | efficiency solar power load voltage inverter current. Bordakov, M FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS |
| title | FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS |
| title_alt | ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ЧАСТИНИ СИЛОВОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ В СОНЯЧНИХ МЕРЕЖЕВИХ ІНВЕРТОРАХ |
| title_full | FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS |
| title_fullStr | FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS |
| title_full_unstemmed | FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS |
| title_short | FEATURES OF DESIGN THE PART OF POWER ELECTRONICS IN SOLAR GRID ON INVERTERS |
| title_sort | features of design the part of power electronics in solar grid on inverters |
| topic | efficiency solar power load voltage inverter current. |
| topic_facet | efficiency solar power load voltage inverter current. ефективність роботи сонячна електростанція навантаження напруга інвертор струм. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/239 |
| work_keys_str_mv | AT bordakovm featuresofdesignthepartofpowerelectronicsinsolargridoninverters AT bordakovm osoblivostíkonstrukcííčastinisilovoíelektroníkivsonâčnihmereževihínvertorah |