ارایه دو مبدل dc/dc با بهره ولتاژ بالا جهت استفاده در سیستم های خورشیدی توان متوسط

وابستگی شدید جوامع صنعتی به منابع انرژی بخصوص انرژی الکتریکی از یک طرف و رو به اتمام بودن سوخت های فسیلی از طرف دیگر، لزوم انتخاب جایگزین های مناسب برای این منابع را ایجاب می کند. یکی از بهترین گزینه ها، استفاده از انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشید می-باشد. مرسوم ترین روش برای تبدیل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی استفاده از سلول ها یا پنل های خورشیدی است. از طرفی در سیستم های خورشیدی، سطح ولتاژ dc پنل های خورشیدی و ولتاژ ac مورد نیاز مصرف کننده ها بگونه ای است که در فرآیند پردازش انرژی، نیاز به چند برابر کردن ولتاژ می باشد. این افزایش ولتاژ معمولا توسط روش-هایی مانند سری کردن پنل های خورشیدی، استفاده از ترانسفورمر های فرکانس پایین برای افزایش ولتاژ ac در خروجی مبدل dc/ac، استفاده از مبدل های dc/dc با بهره ولتاژ بالا ،سری کردن مبدل های dc/dc صورت می گیرد. در این پایان نامه تمرکز بر روی مبدل dc/dc با توان چندین صد وات و با بهره ولتاژ بالا می باشد. چنین مبدلی برای تبدیل ولتاژ یک تا چند پانل خورشیدی به ولتاژ dc بالاتر و مناسب برای ورودی مبدل dc/ac کاربرد دارد. زیرا ولتاژ ورودی مبدلdc/dc در شرایطی که تعداد پنل های سری شده در یک شاخه به دلیل مشکلاتی نظیر خازن های پارازیتی پنل ها و تاثیر سایه موضعی نمی تواند از یک حدی بیشتر شود و یا در شرایطی که به علت عدم نیاز به توان بالا نیازی به استفاده از پنل های زیادی نمی باشد، کوچک می باشد. لذا این مبدل باید بهره ولتاژ بالایی را به جهت داشتن قابلیت تغذیه یک اینورتر تک فاز یا سه فاز داشته باشد. همچنین این مبدل به منظور داشتن عملکرد مناسب در ردیابی نقطه ماکزیمم توان باید دارای ریپل جریان کمی در ورودی خود باشد. لذا در این پایان نامه برای فراهم کردن شرایطی که در بالا به آنها اشاره شد، با توجه به ایده استفاده از سلف های کوپل شونده و استفاده از اتوترانسفورمر و بر اساس مبدل sepic ایزوله ساده، دو مبدل جدید ارایه و معرفی شده اند تا ضمن حفظ ویژگی های خوب مبدل پایه، بهره ولتاژ آن را بدون افزایش در مقدار استرس ولتاژ سوییچ ها افزایش دهد. برای این منظور ابتدا مروری بر انواع تکنیک ها و مبدل هایی که در مقالات مختلف جهت استفاده در کاربرد های با توان و بهره ولتاژ بالا ارایه گردیده اند، شده است. سپس مبدل پیشنهادی sepic ایزوله با سلف کوپل شونده معرفی شده و ضمن ایجاد شرایط کلید زنی نرم در آن (مدار کمکی محدود کننده فعال)، نحوه عملکرد، مدهای کاری و روابط ریاضی مورد نیاز برای طراحی المان ها، آورده شده اند. در ادامه مبدل پیشنهادی sepic غیر ایزوله با اتو ترانسفورمر و سلف های کوپل شده جهت استفاده در کاربرد هایی که نیاز به ایزولاسیون الکتریکی ندارند، معرفی گردیده است. در حالت کلید زنی سخت برای هر دو مبدل پیشنهادی علاوه بر نتایج شبیه سازی، نتایج یک نمونه ساخته شده در توان 200 وات نیز ارایه شده اند که صحت روابط تئوری ودرستی عملکرد مبدل را نشان می دهد. برای مبدل پیشنهادی اول در حالت کلید زنی نرم نیزنتایج شبیه سازی و یک نمونه ساخته شده با توان 360 وات نیز آورده شده است.