بالإضافة إلى وظيفة تحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد، يجب أن يمتلك العاكس الشمسي المتصل بالشبكة وظيفة تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) لمصفوفة الخلايا الشمسية ووظائف الحماية المختلفة. تقوم مصفوفة الخلايا الشمسية بتوصيل الطاقة إلى شبكة الكهرباء من خلال عاكس PWM ذو موجة جيبية. تعتمد الطاقة المرسلة من العاكس الشمسي المتصل بالشبكة إلى شبكة الكهرباء على قدرة مصفوفة الخلايا الشمسية وظروف الإشعاع الشمسي المحلية في الوقت المحدد. الآن، أصبحت تقنية العاكسات الكهربائية ناضجة جدًا، والدائرة الرئيسية للعاكس موضحة في الشكل التالي.
دائرة تشغيل نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة موضحة في الشكل 2. Vp تعني جهد الخرج للعاكس الشمسي المتصل بالشبكة. Vu تعني جهد الشبكة. R تعني مقاومة السلك وL تعني المفاعل التسلسلي. Iz تعني التيار الذي يُعاد إلى الشبكة. لضمان أن معامل القدرة للتيار المرتد دائمًا يساوي 1، يجب أن يكون طور التيار المرتد متوافقًا مع جهد الشبكة. بالإشارة إلى جهد الشبكة Vu، يجب أن يكون طور Iz وVu متطابقًا. VR، الجهد عند طرفي المقاومة الداخلية R، يجب أن يتوافق مع جهد شبكة الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، فإن طور VL، الجهد عند طرفي المفاعل، أقل من طور الجهد VR. يمكن حساب طور وسعة VP بالمعادلة التالية:
Vp=Iz × (R + ωL) + Vu
في المعادلة: ω تشير إلى التردد الزاوي لشبكة الكهرباء.
في الدائرة الفعلية للالعاكس الشمسي المتصل بالشبكة، يتم الكشف عن طور، فترة وسعة Vu بواسطة حساس الجهد. وبما أنه من الصعب الحصول على قيمة R في النظام الفعلي، يجب الحصول على طور التيار المرتد Iz من خلال التغذية الراجعة السالبة للتيار. يتم حساب زاوية طور التيار المرتد Iz بالإشارة إلى طور شبكة الكهرباء. يجب الكشف عن Iz بواسطة محول التيار من وقت لآخر لضمان توافق Iz مع جهد الشبكة. بهذه الطريقة، يمكن تحقيق توليد الطاقة المرتدة بمعامل قدرة يساوي 1.
يُستخدم المعالج الدقيق بشكل رئيسي لاختبار طور الجهد في الوقت الحقيقي، والتغذية الراجعة، والتحكم في طور التيار، وتتبع القدرة القصوى لمصفوفة الخلايا الشمسية وتتبع إشارة PWM الموجية الجيبية في الوقت الحقيقي. تتم عملية عمله كما يلي: من خلال حساس جهد هول، يتم إرسال جهد وطور شبكة الكهرباء إلى محول A/D الخاص بالمعالج الدقيق. ثم يقوم المعالج الدقيق بمقارنة طور التيار المرتد وطور جهد شبكة الكهرباء. يتم تعديل إشارة الخطأ بواسطة PID ثم تُرسل إلى معدل عرض النبضة (PWM). بهذه الطريقة، تكتمل عملية التغذية الراجعة للطاقة بمعامل قدرة يساوي 1. وظيفة رئيسية أخرى للمعالج الدقيق هي تحقيق أقصى قدرة خرج لمصفوفة الخلايا الشمسية. يمكن حساب قدرة خرج مصفوفة الخلايا الشمسية عن طريق الكشف عن جهد التيار الخارج من المصفوفة بشكل منفصل بواسطة حساس الجهد والتيار، ثم ضرب هذين القيمتين المكتشفتين. بعد ذلك، يتم حساب دورة عمل خرج PWM. هذا في الواقع لضبط جهد التغذية الراجعة للحصول على القدرة القصوى المثلى.
استنادًا إلى الشكل 2، يمكن ملاحظة أنه عندما تتغير سعة Vp، فإن زاوية الطور φ بين التيار المرتد للعاكس الشمسي المتصل بالشبكة وجهد الشبكة ستتغير أيضًا. وبما أن التحكم في طور التيار المرتد قد تحقق، فإن التحكم في فصل الطور والسعة سيتم تحقيقه، مما يجعل عملية عمل المعالج الدقيق أبسط. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا مراعاة حالة عمل نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة في حالة انقطاع التيار. في نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة الشائع، عندما يتوقف تزويد الطاقة من شبكة الكهرباء، يتوقف العاكس الشمسي المتصل بالشبكة عن العمل.
مبدأ العمل: عندما يتوقف تزويد الطاقة من شبكة الكهرباء، يبقى جانب الشبكة في حالة قصر دائرة. في هذا الوقت، يبدأ العاكس الشمسي المتصل بالشبكة وظيفة الإنتاج الذاتي بسبب مشكلة الحمل الزائد. عندما يكتشف المعالج الدقيق حالة الحمل الزائد، سيوقف إشارة SPWM وسيشغل قاطع الدائرة المتصل بشبكة الكهرباء. إذا كانت مصفوفة الخلايا الشمسية قادرة على إنتاج الطاقة، سيعمل العاكس الشمسي المتصل بالشبكة بشكل منفصل، مما يمكن التحكم فيه بسهولة. يحتاج فقط إلى معرفة حالة التغذية الراجعة السالبة لجهد التيار المتردد. سيكشف المعالج الدقيق جهد خرج العاكس الشمسي المتصل بالشبكة ويقارنه مع جهد المرجع (عادة 220 فولت). ثم سيقوم بالتحكم في دورة عمل خرج PWM لتحقيق التشغيل العاكس وثابت الجهد.
الشرط المسبق لضمان التشغيل بثبات الجهد هو أن تكون مصفوفة الخلايا الشمسية قادرة على توفير طاقة كافية في ذلك الوقت. إذا كان الحمل مرتفعًا جدًا أو كانت ظروف الإشعاع الشمسي ضعيفة، فلن يتمكن العاكس الشمسي المتصل بالشبكة من إخراج طاقة كافية، وبالتالي سينخفض جهد طرف مصفوفة الخلايا الشمسية. بعد ذلك، سينخفض جهد التيار المتردد الخارج، مما يؤدي إلى حالة حماية انخفاض الجهد. عندما يعود تزويد الطاقة من الشبكة إلى الوضع الطبيعي، سيتم التبديل تلقائيًا إلى حالة التغذية الراجعة.
