در این پایان‌نامه روش طراحی و ساخت واسطه‌های الکترونیک قدرت برای سیستم های انرژی خورشیدی با تأکید بر توپولوژی‌های مناسب برای کاربردهای توان بالا در سیستمهای متصل به شبکه ارائه می‌گردد. سلول‌های خورشیدی عموماً ادوات نیمه‌هادی هستند که مستقیماً انرژی خورشید را به برق جریان مستقیم تبدیل می‌کنند. پیشرفت‌های صورت گرفته در تکنولوژی سلول خورشیدی منجر به کاهش هزینه برق تولیدی توسط این دسته از ادوات در دهه‌های اخیر گردیده است. امروزه سیستم‌‌های انرژی خورشیدی کوچک و توان متوسط به صورت تجاری در دسترس هستند و پیش‌بینی می‌شود که سیستم‌های انرژی خورشیدی در گستره توان مگاوات به صورت اقتصادی درچند سال آینده در دسترس قرار گیرند. سیستم‌های انرژی خورشیدی به دو دسته سیستم‌های مستقل و متصل به شبکه دسته‌بندی می‌شوند. سیستم‌های مستقل خورشیدی عموماً برای تأمین برق نقاط دورافتاده مورد استفاده قرار می‌گیرند و شامل یک واحد ذخیره کننده انرژی هستند. سیستم‌های انرژی خورشیدی متصل به شبکه اغلب برای تزریق جریان الکتریکی تولید شده به شبکه بدون استفاده از واحد ذخیره کننده انرژی طراحی می‌شوند. مدار واسطه الکترونیک قدرت به دو دلیل اصلی در سیستم‌های انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند: 1- جذب حداکثر توان قابل دسترس از طریق تنظیم نقطه‌کار سلول؛ و 2- تبدیل جریان مستقیم تولید شده توسط سلول، به ولتاژ متناوب با سطح ولتاژ و فرکانس مطلوب برای کاربرد‌های اتصال به شبکه. این پایان نامه ابتدا به بررسی و مطالعه انواع روش‌های تعقیب نقطه توان بیشینه پرداخته و سپس با ارائه یک مدار پیشنهادی ساده یکی از این روش‌ها را مورد آنالیز و تحلیل قرار داده است. مدار پیشنهادی با کنترل‌کننده آنالوگ و بر اساس روش مرجع ولتاژ ثابت طراحی شده است که درآن ولتاژ سلول از طریق یک مبدل الکترونیک‌قدرت dc/dc در ولتاژ بهینه آن تثبیت می‌شود. عملکرد مدار پیشنهادی که شامل واحد حفاظت باتری نیز می‌باشد به صورت عملی از طریق یک سیستم تست شامل چهار سلول خورشیدی که در چهار زاویه مختلف نسبت به تابش خورشید قرار گرفته‌اند مورد ارزیابی قرار گرفته‌است.سادگی طرح پیشنهادی، ارتقاء قابلیت اطمینان را به دلیل امکان استفاده آن در سیستم‌های بخش‌پذیر فراهم می‌کند. همچنین سیستم‌های انرژی خورشیدی متصل به شبکه در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته و یک ساختار اینورتر چندسطحی با الگوریتم کنترلی مناسب جهت کاربرد‌های توان بالا پیشنهاد شده است. در این راستا ابتدا توپولوژی‌های اتصال به شبکه مرور و مقایسه شده اند. سپس اینورتر‌های چندسطحی به دلیل قابلیت آن‌ها در انتقال توان در سطوح ولتاژ متوسط به عنوان راه‌حل مناسب برای کاربرد‌های توان بالا معرفی شده‌اند. روش پیشنهاد شده شامل یک توپولوژی اینورتر هفت سطحی با حداکثر فرکانس کلید زنی محدود شده و روش کنترل جریان به عنوان واسطه الکترونیک قدرت برای کاربرد‌های اتصال به شبکه می‌باشد. در این روش کنترلی ولتاژ شبکه به عنوان مرجع جریان تزریقی به شبکه انتخاب شده است تا مبدل جریان را با ضریب توان واحد به شبکه تزریق کند. مدارکنترل‌کننده پیشنهادی همچنین مجهز به واحد تعقیب توان بیشینه سلول‌ها می‌باشد. صحت عملکرد مدار و کنترل‌ کننده پیشنهادی از طریق یک سیستم تست اثبات و کیفیت توان آن نیز از طریق آنالیز هارمونیک کمیت‌های خروجی مبدل ارزیابی شده است.
کد نوشتار : 169367