يك ساختار جديد براي بهبود بازدهي اينورترهاي متصل‌شده به شبكه فتوولتائيك بدون ترانسفورماتور

A New Topology for Efficiency Improvment of Transformerless Photovoltaic grid Connected Inverter

عمدتا اينورترهاي بدون‌ترانسفورماتور براي سيستم‌هاي فتوولتائيك متصل‌شده به شبكه، به‌خاطر بازدهي بالاتر، وزن پايين‌تر، اندازه كوچك‌تر و كاهش هزينه نصب و بهره‌برداري نسبت به سيستم‌هايي با حضور ترانسفورماتور بيش ‌از پيش مورد توجه قرار گرفته‌اند. تلفات كليد‌زني تحت اين شرايط مي‌تواند با كمك كليدزني در ولتاژ صفر (ZVS[i]) در ساختار اينورتر تمام‌پل، در هنگام روشن و خاموش ‌شدن كليد به حداقل برسد. براي دستيابي به اهداف ذكر شده، يك ساختار تمام‌ پل در اين مقاله پيشنهاد شده،كه در آن اصول عملكردي و تاثير خازن‌هاي متصل ‌شده به كليدها بر روي ولتاژ، با جزئيات مد‌نظر قرار گرفته شده است. علاوه ‌براين، راندمان سيستم طراحي‌شده با استفاده از كليد زني در ولتاژ صفر و تثبيت ولتاژ ورودي توسط خازن بهبود قابل ‌ملاحظه‌اي يافته است. فركانس كليدزني نسبتا كم علاوه ‌بر افزايش بازدهي اينورتر باعث بهبود در اندازه آن نيز شده است. در نهايت، ساختار پيشنهاد‌ شده با ساختارهاي ديگر بدون ترانسفورماتور از نقطه‌نظر راندمان اخذ ‌شده، مقايسه شده است. نتايج حاصله حاكي از بهبود عملكرد اينورتر و شرايط كليدزني نرم در مدل پيشنهادي است.

Transformerless topologies are widely preferred to use in the grid connected photovoltaic (PV) generation system due to higher efficiency, lower cost and lower weight in comparison with other topologies employing transformer. In this paper, switching losses is minimized by incorporating Zero Voltage Switching (ZVS) in a full-bridge topology, at switch turn-on and an adaptive Variable dead-time Control at switch turn-off. To reach this aim, a full-bridge inverter is presented in detail by considering the effect of capacitors connected to switches on the efficiency. Furthermore, the system efficiency is significantly improved byzero voltage switching and stabilize input voltage by capacitor. Under this circumstance, inverter can be physically smaller with higher efficiency due to the low inverter switching frequency. To provide more investigation, the proposed topology is also compared with other transformerless topologies from frequency point of view. Simulation results show the effectiveness of the proposed topology under soft-switching condition