ग्रिड-टाई इन्वर्टर

ग्रिड-टाई इन्वर्टर एकदिश धारा डीसी को विद्युत ग्रिड में इंजेक्ट करने के लिए उपयुक्त वैकल्पिक करंट एसी में परिवर्तित करता है, सामान्य रूप से 60 हर्ट्ज पर 120 वोल्टस रूट माध्य वर्ग या 50 हर्ट्ज पर 240 वोल्टस आरएमएस के रूप में होता है। ग्रिड-टाई इनवर्टर का उपयोग स्थानीय विद्युत ऊर्जा जनरेटर के बीच किया जाता है, जैसे सौर पैनल, पवन टरबाइन,  जल विद्युत  और ग्रिड के रूप में उपयोग किया जाता है। ग्रिड में कुशलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से विद्युत शक्ति इंजेक्ट करने के लिए, ग्रिड-टाई इनवर्टर को ग्रिड साइन लहर एसी तरंग के वोल्टेज, आवृत्ति और पॉलीपेज़ प्रणाली से यथार्थ  रूप से मेल खाना चाहिए।

इंजेक्ट की गई शक्ति के लिए भुगतान
बिजली कंपनियां कुछ देशों में, विद्युत उपयोगिता ग्रिड में अंतः क्षेपित विद्युत शक्ति के लिए भुगतान करती हैं। भुगतान की व्यवस्था कई विधियों से की जाती है।

निर्धारित पैमाइश के साथ बिजली कंपनी ग्रिड में इंजेक्ट की गई शुद्ध बिजली का भुगतान करती है, जैसा कि ग्राहक के परिसर में मीटर द्वारा अंकित  किया जाता है। उदाहरण के लिए एक ग्राहक एक महीने में 400 किलोवाट-घंटे की खपत कर सकता है और उसी महीने में ग्रिड को 500 किलोवाट-घंटे वापस कर सकता है। इस स्थिति में बिजली कंपनी 100 किलोवाट घंटे शेष बिजली का भुगतान ग्रिड में वापस करने के लिए करती है। यूएस में, नेट मीटरिंग नीतियां क्षेत्राधिकार के अनुसार भिन्न रूप में होती हैं।

फीड टेरिफ डालें, एक वितरण कंपनी या अन्य बिजली प्राधिकरण के साथ एक अनुबंध के आधार पर, जहां ग्राहक को ग्रिड में इंजेक्ट की गई विद्युत शक्ति के लिए भुगतान किया जाता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, ग्रिड इंटरैक्टिव पावर प्रणाली नेशनल इलेक्ट्रिक कोड (एनईसी) में निर्दिष्ट होते है, जो ग्रिड-इंटरैक्टिव इनवर्टर के लिए आवश्यकताओं को भी अनिवार्य करता है।

ऑपरेशन
ग्रिड-टाई इनवर्टर डीसी विद्युत शक्ति को विद्युत उपयोगिता कंपनी ग्रिड में इंजेक्ट करने के लिए उपयुक्त एसी शक्ति में परिवर्तित करते हैं। ग्रिड टाई इन्वर्टर (जीटीआई) को ग्रिड के चरण से मेल खाना चाहिए और किसी भी समय आउटपुट वोल्टेज को ग्रिड वोल्टेज से थोड़ा अधिक बनाए रखना चाहिए। एक उच्च-गुणवत्ता वाले आधुनिक ग्रिड-टाई इन्वर्टर में एक निश्चित एकता शक्ति कारक होता है, जिसका अर्थ है कि इसका आउटपुट वोल्टेज और करंट पूरी तरह से पंक्तिबद्ध रूप में होती है और इसका चरण कोण 1° एसी पावर ग्रिड के भीतर होता है। इन्वर्टर में एक आंतरिक कंप्यूटर होता है, जो धारा एसी ग्रिड तरंग को महसूस करता है और ग्रिड के अनुरूप वोल्टेज को आउटपुट प्रदान करता है। चूंकि, स्थानीय ग्रिड में अनुमत सीमाओं के अंदर वोल्टेज रखने के लिए ग्रिड को प्रतिक्रियाशील शक्ति की आपूर्ति आवश्यक हो सकती है। अन्यथा, अक्षय स्रोतों से अधिक  बिजली वाले ग्रिड सेगमेंट में, उच्च उत्पादन के समय वोल्टेज का स्तर बहुत अधिक बढ़ सकता है, उदाहरण दोपहर के आसपास सौर पैनलों के साथ करते है।

ग्रिड-टाई इनवर्टर भी ग्रिड से जल्दी से डिस्कनेक्ट करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, यदि यूटिलिटी ग्रिड नीचे चला जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, एक राष्ट्रीय विद्युत कोड आवश्यकता है यह सुनिश्चित करता है कि ब्लैकआउट की स्थिति में, ग्रिड टाई इन्वर्टर बंद हो जाता है जिससे कि यह स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा को पावर ग्रिड को ठीक करने के लिए भेजे गए किसी भी लाइन कर्मचारियों को नुकसान पहुंचाने से रोकता है।

उचित रूप से कॉन्फ़िगर किया गया, एक ग्रिड टाई इन्वर्टर एक घर के मालिक को वैकल्पिक बिजली उत्पादन प्रणाली का उपयोग करने में सक्षम बनाता है, जैसे सौर या पवन ऊर्जा बिना व्यापक रिवाइरिंग और बैटरी के रूप में होते है। यदि उत्पादित की जा रही वैकल्पिक बिजली अपर्याप्त है, तो घाटा बिजली ग्रिड से प्राप्त किया जाता है।

प्रकार
ग्रिड-टाई इनवर्टर में ट्रांसफॉर्मर कपलिंग के साथ पारंपरिक कम-आवृत्ति प्रकार, नए उच्च-आवृत्ति प्रकार, ट्रांसफॉर्मर कपलिंग और ट्रांसफॉर्मर रहित प्रकार के रूप में सम्मलित होती है। ग्रिड के लिए उपयुक्त डायरेक्ट करंट को सीधे एसी में परिवर्तित करने के अतिरिक्त, उच्च-आवृत्ति वाले ट्रांसफार्मर प्रकार बिजली को उच्च-आवृत्ति में बदलने के लिए और फिर डीसी में और फिर ग्रिड के लिए उपयुक्त अंतिम एसी आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए एक कंप्यूटर प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। ट्रांसफॉर्मरलेस इनवर्टर, जो यूरोप में लोकप्रिय होते है, ट्रांसफॉर्मर वाले इनवर्टर की तुलना में हल्के, छोटे और अधिक कुशल रूप में होते है। लेकिन ट्रांसफार्मर रहित इनवर्टर अमेरिकी बाजार में प्रवेश करने में धीमे रहे हैं, क्योंकि ट्रांसफॉर्मरलेस इनवर्टर, जिनमें डीसी साइड और ग्रिड के बीच गैल्वेनिक अलगाव नहीं होता है, गलती की स्थिति में खतरनाक डीसी वोल्टेज और धाराओं को ग्रिड में इंजेक्ट कर सकते हैं।

चूंकि, 2005 के बाद से, एनएफपीए का एनईसी ट्रांसफार्मर रहित या गैर-गैल्वेनिक रूप से पृथक, इनवर्टर की आवश्यकता को हटाकर सभी सौर विद्युत प्रणालियों को नकारात्मक ग्राउंड बिजली और नई सुरक्षा आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करने की अनुमति देता है। वीडीई 0126-1-1 और आईईसी 6210 में संशोधन ऐसी प्रणालियों के लिए आवश्यक डिज़ाइन और प्रक्रियाओं को परिभाषित करते हैं, जो मुख्य रूप से, ग्राउंड करंट माप और डीसी से ग्रिड आइसोलेशन परीक्षण करते हैं।

डेटा शीट्स
अपने इनवर्टर के लिए निर्माता डेटाशीट में सामान्यतः निम्नलिखित डेटा सम्मलित  होते हैं:
 * रेटेड आउटपुट पावर: यह मान वाट या किलोवाट में प्रदान किया जाता है। कुछ इन्वर्टर के लिए, वे विभिन्न आउटपुट वोल्टेज के लिए आउटपुट रेटिंग प्रदान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि इन्वर्टर को 240 VAC या 208 VAC आउटपुट के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, तो उनमें से प्रत्येक कॉन्फ़िगरेशन के लिए रेटेड पावर आउटपुट भिन्न हो सकता है।
 * आउटपुट वोल्टेज: यह मान उपयोगिता वोल्टेज को इंगित करता है जिससे इन्वर्टर कनेक्ट हो सकता है। आवासीय उपयोग के लिए छोटे इनवर्टर के लिए, आउटपुट वोल्टेज सामान्यतः 240 VAC होता है। व्यावसायिक अनुप्रयोगों को लक्षित करने वाले इनवर्टर 208, 240, 277, 400, 480 या 600 VAC के लिए उपलब्ध हैं और तीन चरण की बिजली का उत्पादन भी कर सकते हैं।
 * पीक एफिशिएंसी: पीक एफिशिएंसी उच्चतम एफिशिएंसी का प्रतिनिधित्व करती है जिसे इन्वर्टर प्राप्त कर सकता है। जुलाई 2009 तक बाजार में उपस्थित अधिकांश ग्रिड-टाई इनवर्टरों की क्षमता 94% से अधिक थी, कुछ की तो 96% तक की उच्च क्षमता थी। व्युत्क्रमण के दौरान नष्ट हुई ऊर्जा का अधिकांश भाग ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है। परिणामस्वरुप, एक इन्वर्टर के लिए अपनी रेटेड पावर को आउटपुट करने के लिए इसमें एक पावर इनपुट होना चाहिए जो इसके आउटपुट से अधिक हो। उदाहरण के लिए, 95% दक्षता पर पूरी शक्ति से चलने वाले 5000 W इन्वर्टर के लिए 5,263 W (रेटेड शक्ति को दक्षता से विभाजित करके) के इनपुट की आवश्यकता होती है। इन्वर्टर जो अलग-अलग एसी वोल्टेज पर बिजली उत्पादन करने में सक्षम हैं, उनमें प्रत्येक वोल्टेज से जुड़ी अलग-अलग क्षमताएं हो सकती हैं।
 * सीईसी भारित दक्षता: यह दक्षता कैलिफोर्निया ऊर्जा आयोग द्वारा अपनी गोसोलर वेबसाइट पर प्रकाशित की जाती है। शीर्ष दक्षता के विपरीत, यह मान औसत दक्षता है और इन्वर्टर के ऑपरेटिंग प्रोफाइल का बेहतर प्रतिनिधित्व है। इन्वर्टर जो अलग-अलग एसी वोल्टेज पर बिजली उत्पादन करने में सक्षम हैं, उनमें प्रत्येक वोल्टेज से जुड़ी अलग-अलग क्षमताएं हो सकती हैं।
 * अधिकतम इनपुट करंट: यह डायरेक्ट करंट की अधिकतम मात्रा है जिसका इन्वर्टर उपयोग कर सकता है। यदि कोई प्रणाली, उदाहरण के लिए सौर सेल, अधिकतम इनपुट करंट से अधिक करंट उत्पन्न करता है, तो उस करंट का उपयोग इन्वर्टर द्वारा नहीं किया जाता है।
 * अधिकतम आउटपुट करंट: अधिकतम आउटपुट करंट अधिकतम निरंतर प्रत्यावर्ती धारा है जो इन्वर्टर आपूर्ति कर सकता है। यह मान सामान्यतः ओवर-धारा सुरक्षा उपकरणों (जैसे, ब्रेकर और फ़्यूज़) की न्यूनतम धारा रेटिंग निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है और आउटपुट सर्किट के लिए आवश्यक डिस्कनेक्ट करता है। इनवर्टर जो अलग-अलग एसी वोल्टेज पर बिजली का उत्पादन कर सकते हैं, प्रत्येक वोल्टेज के लिए अलग-अलग अधिकतम आउटपुट होते हैं।
 * पीक पावर ट्रैकिंग वोल्टेज: यह डीसी वोल्टेज रेंज का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें इन्वर्टर का अधिकतम पॉइंट पावर ट्रैकर संचालित होता है। प्रणाली डिज़ाइनर को स्ट्रिंग्स को इष्टतम रूप से कॉन्फ़िगर करना चाहिए जिससे कि  वर्ष के अधिकांश समय के दौरान स्ट्रिंग्स का वोल्टेज इस सीमा के भीतर हो। यह एक कठिन कार्य हो सकता है क्योंकि तापमान परिवर्तन के साथ वोल्टेज में उतार-चढ़ाव होता है।
 * प्रारंभ वोल्टेज: यह मान सभी इन्वर्टर डेटाशीट्स पर सूचीबद्ध नहीं है। मान इन्वर्टर को चालू और संचालित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम डीसी वोल्टेज को इंगित करता है। यह सौर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि प्रणाली डिज़ाइनर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि इस वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए प्रत्येक स्ट्रिंग में पर्याप्त संख्या में सौर मॉड्यूल श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। यदि यह मान निर्माता द्वारा प्रदान नहीं किया जाता है, तो प्रणाली  डिज़ाइनर सामान्यतः  इन्वर्टर के न्यूनतम वोल्टेज के रूप में पीक पावर ट्रैकिंग वोल्टेज रेंज के निचले बैंड का उपयोग करते हैं।
 * आईपी कोड: प्रवेश सुरक्षा रेटिंग या आईपी कोड ठोस विदेशी वस्तुओं (पहला अंक) या पानी (दूसरा अंक) के प्रवेश के विरुद्ध प्रदान की गई सुरक्षा के स्तर को वर्गीकृत और रेट करता है, एक उच्च अंक का अर्थ है अधिक सुरक्षा। यूएस में NEMA संलग्नक प्रकार का उपयोग अंतर्राष्ट्रीय रेटिंग के समान किया जाता है। अधिकांश इनवर्टर IP45 (धूल से सुरक्षा नहीं) या IP65 (धूल से सुरक्षित) या अमेरिका में NEMA 3R (हवा से उड़ने वाली धूल से सुरक्षा नहीं) या NEMA 4X (हवा से उड़ने वाली धूल, सीधे पानी के छींटे और अतिरिक्त जंग से सुरक्षा) के साथ बाहरी संस्थापन के लिए रेट किए गए हैं।
 * प्रमाणन/अनुपालन: विद्युत उपयोगिताओं और ग्रिड टाई अनुमोदन के लिए स्थानीय विद्युत कोड जैसे UL 1741 के लिए आवश्यक प्रमाणपत्र और उभरते हुए मानक UL 1741 SA

यह भी देखें

 * ग्रिड से बंधी विद्युत प्रणाली
 * इन्वर्टर (इलेक्ट्रिकल)
 * द्वीपसमूह
 * सोलर इन्वर्टर
 * स्टैंड-अलोन इन्वर्टर
 * टेस्ला पावरवॉल

बाहरी संबंध

 * California List of Eligible Inverters - This is the official California Energy Commission (CEC) list of inverters that are eligible for California's rebate program. Other states use this list as well.
 * Grid Tie Inverter Comparison Tool - website that allows people to compare the data sheets of various grid-tie inverters. One can also use the website to filter and search inverters by technical data.

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