Bagaimana cara kerja gelombang sinus murni bekerja?

Inverter dalam energi terbarukan

Inverter adalah bagian yang sangat penting dari transisi ke energi terbarukan. Mereka diperlukan karena panel surya memberikan output daya arus langsung (DC), yang pada dasarnya berarti arus mengalir satu arah. Namun, hampir semua rumah dan bisnis kami menggunakan daya arus bolak-balik (AC), di mana arus mengalir di kedua arah pada frekuensi tertentu. Inverter duduk di antara susunan surya dan rumah atau bisnis, mengubah output DC dari panel surya menjadi output AC yang dapat digunakan.

Pengembangan teknologi inverter telah menjadi bagian penting dari ledakan dalam energi terbarukan. Inverter awal mahal, tidak efisien (melempar daya dan memanas) dan bermasalah. Bahkan sekarang, masalah dengan inverter adalah jenis masalah yang paling umum dialami oleh pemilik array surya. Inverter modern lebih efisien, lebih murah, lebih kecil, lebih pintar dan jauh lebih dapat diandalkan daripada rekan-rekan mereka sebelumnya.

DC Daya vs daya AC

Daya DC cukup jelas. Saat ini berjalan satu arah saja. Dalam kasus sel surya, arus akan bervariasi cukup lambat sepanjang hari ketika intensitas matahari berubah, tetapi arus akan selalu mengalir satu arah. Jika kita merencanakan saat ini Vs, kita mendapatkan grafik DC di bawah ini.

Kekuatan AC berbeda. Arus tidak hanya mengalir dua arah, tetapi intensitasnya berubah dengan cepat. Saat saat ini diplot pada waktu, kurva membentuk 'gelombang'. Ada segala macam jenis gelombang untuk daya AC. Namun jenis gelombang yang kita gunakan di rumah dan bisnis kita disebut 'gelombang sinus'. Kurva AC pada gambar di bawah ini adalah gelombang sinus.

Tugas inverter adalah mengambil daya DC dan mengubahnya menjadi kurva daya AC.

Mengkonversi daya DC ke daya AC

Inverter awal menggunakan sakelar mekanis untuk membuat versi sederhana dari daya AC, dan ada beberapa inverter (murah) menggunakan sakelar mekanis yang masih tersedia saat ini. Versi paling sederhana hanya menyalakan dan mematikan, memproduksi bentuk gelombang 'cincang' yang ditunjukkan di bawah ini. Untuk frekuensi yang lebih tinggi, sakelar menyala dan mati lebih cepat.

Langkah selanjutnya adalah alih-alih mematikan arus, sakelar lebih kompleks dan benar-benar membalikkan arus. Ini dikonversi ke arus DC ke arus 'gelombang persegi' bergantian. Sekali lagi, frekuensinya dapat disesuaikan dengan mengubah seberapa cepat sakelar beroperasi.

Beberapa jenis peralatan tanpa elektronik sensitif dapat berjalan pada jenis daya ini. Namun rumah dan bisnis membutuhkan kekuatan AC mereka untuk menjadi lebih seperti gelombang sinus.

Inverter gelombang sinus

Mengubah arus DC ke arus AC gelombang sinus membutuhkan elektronik yang lebih kompleks. Gambar di bawah ini adalah diagram sirkuit untuk inverter gelombang sinus 'do-it-yourself'.

Inverter gelombang sinus bekerja dalam tiga tahap: tahap osilator, stadium booster atau amplifier, dan akhirnya tahap transformator.

Tahap osilator melakukan apa yang dikatakan judulnya: mengubah arus DC ke arus AC berosilasi. Arus berosilasi dapat diatur ke frekuensi tertentu: untuk Amerika Serikat frekuensi adalah 60 Hz. Ini berarti ada 60 gelombang penuh per detik. Arus DC dikonversi ke jenis arus AC ini menggunakan sirkuit terintegrasi. Namun pada tahap ini osilasi, atau ketinggian gelombang cukup kecil, terlalu kecil untuk memberi daya pada apa pun yang bermanfaat. Ketinggian gelombang perlu ditingkatkan, karenanya tahap selanjutnya.

Tahap booster hanya mengambil sinyal dari tahap osilator dan memperkuatnya. Ini menciptakan bentuk gelombang dengan ketinggian gelombang yang jauh lebih tinggi, cukup tinggi untuk daya yang bermanfaat. Namun ada satu hal yang tersisa untuk mendapatkan tepat sebelum kekuatan dapat pergi ke rumah atau bisnis: tegangan.

Tahap transformator akhir mendapatkan hak tegangan.Array perumahan khas mungkin memiliki voltase DC hingga sekitar 600V.Array komersial dapat memiliki tegangan yang lebih tinggi, misalnya 1000V atau bahkan lebih tinggi.Di Amerika Serikat, daya AC dikirim pada 120 V. Stabilitas tegangan ini sangat penting untuk stabilitas grid dan peralatan yang mengalir dari grid.Karenanya kontrol tegangan adalah bagian yang sangat penting dari inverter.