طراحی قابلیت اطمینان الکترونیک قدرت برای سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه

قیمت: 46,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

طراحی قابلیت اطمینان الکترونیک قدرت برای سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه

عنوان لاتین

Design for Reliability of Power Electronics for Grid-Connected Photovoltaic Systems

الکترونیک قدرت فناوری توانمندساز برای بهینه‌سازی برداشت انرژی از سیستم‌های تجدیدپذیر مانند سیستم‌های فتوولتائیک (PV) و انرژی باد و همچنین برای رابط سیستم‌های انرژی سازگار با شبکه است. پیشرفت‌ها در تکنولوژی نیمه‌هادی قدرت (یعنی، دستگاه‌هایی با شکاف‌باند عریض)، کارایی تبدیل الکترونیک قدرت را تا 98 درصد افزایش داده است، اما در عین حال قابلیت اطمینان الکترونیک قدرت به شدت نگران کننده است. بنابراین، طراحی سیستم‌های الکترونیک قدرت قابل اعتماد برای کاهش خطرات بسیار ناشی از خرابی‌ها در طول عملیات حائز اهمیت است؛ در غیر این صورت هزینه تعمیر و نگهداری و اعتبار سیستم را افزایش خواهد داد، بنابراین هزینه انرژی PV را تحت تأثیر قرار می‌دهد. برنامه‌های کاربردی تبدیل انرژی PV امروزی، نیازمند سیستم‌های الکترونیک قدرت با نرخ خرابی کم در طول عمر ۲۰ سال یا حتی بیشتر می‌باشند. برای دستیابی به این هدف، دانستن عوامل مهم محدود کننده طول عمر سیستم‌های الکترونیک قدرت و همچنین طراحی برای قابلیت اطمینان بالا در مراحل اولیه حائز اهمیت است. دانستن بارگذاری در الکترونیک قدرت در شرایط محیطی نامناسب (مثل نوسان در دمای محیط و تابش خورشید) برای پیش بینی طول عمر، به عنوان پیش‌شرط طراحی برای قابلیت اطمینان (DfR) مهم است. از این رو در این مقاله، چالش‌های تکنولوژیکی در DfR الکترونیک قدرت برای سیستم‌های PV متصل به شبکه مورد توجه قرار خواهد گرفت، که در آن نحوه‌ی تحت تنش قرار گرفتن سیستم‌های الکترونیک قدرت با در نظر گرفتن مشخصات عملیاتی واقعی بررسی می‌شود. علاوه بر این، تکنولوژی DfR به صورت سیستماتیک برای شبکه‌های الکترونیک قدرت عملی (به عنوان مثال، سیستم‌های PV متصل به شبکه) بیان می‌شود.

Power electronics is the enabling technology for optimizing energy harvesting from renewable systems like Photovoltaic (PV) and wind power systems, and also for interfacing grid-friendly energy systems. Advancements in the power semiconductor technology (e.g., wide band-gap devices) have pushed the conversion efficiency of power electronics to above 98%, where however the reliability of power electronics is becoming of high concern. Therefore, it is important to design for reliable power electronic systems to lower the risks of many failures during operation; otherwise will increase the cost for maintenance and reputation, thus affecting the cost of PV energy. Today's PV power conversion applications require the power electronic systems with low failure rates during a service life of 20 years or even more. To achieve so, it is vital to know the main life-limiting factors of power electronic systems as well as to design for high reliability at an early stage. Knowhow of the loading in power electronics in harsh operating environments (e.g., fluctuating ambient temperature and solar irradiance) is important for life-time prediction, as the prerequisite of Design for Reliability (DfR). Hence, in this paper, the technological challenges in DfR of power electronics for grid-connected PV systems will be addressed, where how the power converters are stressed considering real-field mission profiles. Furthermore, the DfR technology will be systematically exemplified on practical power electronic systems (i.e., grid-connected PV systems).