Invertteritopologioiden vertailu aurinkosähkökäytöissä

Abstract

Diplomityön tavoitteena on esitellä aurinkosähkökäyttöön soveltuvia invertteritopologioita ja vertailla niitä keskenään. Työssä esitellään 29 eri invertteritopologiaa, joista neljään perehdytään tarkemmin. Vertailtaviksi parametreiksi valittiin THD, ohjattavien puolijohdekomponenttien määrä, suositeltu teholuokka, galvaaninen erotus, jännitealue ja moduloinnin haastavuus. Havaittiin, että H-silta tuottaa pienimmän THD:n, kunhan tulojännitealue on pieni. Laajin käyttöalue pienellä THD:lla on HERIC-topologialla, mutta sen ohjaaminen on haastavampaa ja komponenttimäärä on suuri. Boost-topologiat mahdollistavat laajan käyttöalueen helpolla ohjauksella THD:n kustannuksella. Suurin osa inverttereistä sijoittuu 10-30 kW tehoalueelle, mutta tarkasteltavana on myös muutamia alle 300 W yli 30 kW konfiguraatioita. Työ on tyypiltään kirjallisuustutkimus.

The aim of the thesis is to introduce inverter topologies that are suitable for solar power purposes. In the research, 29 different inverter topologies are presented. Four of which are taken into a further inspection. The compared parameters of the topologies are THD, the number of controllable semiconductors, preferable power level, galvanic isolation, voltage range and how challenging modulation is. It was observed, that the H-bridge produces the smallest THD as long as the input voltage range is limited. HERIC has the widest range with relatively small THD. However, modulating the topology is more challenging and it requires many components. Boost topologies enable wide voltage range with easy modulation at the cost of THD. Most of the inverters operate at 10-30 kW area. Nevertheless, there are also a few below 300 W and above 30 kW configurations.