محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية لا تصلح إلا للتطبيقات المتصلة بالشبكة، بينما قطع يمكن استخدامه في التطبيقات المتصلة بالشبكة الكهربائية والتطبيقات غير المتصلة بها. محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية و قطع تتشابه جميعها في البنية. تستخدم محولات التيار المتردد ثلاثية الطور بنية ثلاثية المستويات من النوع I/T، ودوائر ANPC أو NPC. بينما تستخدم محولات التيار المتردد أحادية الطور بنية H5/H6. تتشابه مكونات محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومحولات الطاقة الشمسية بشكل كبير، مع اختلافات طفيفة فقط في واجهات توصيل جانب التيار المستمر.
الجانب DC من محول الطاقة الكهروضوئية يتم توصيلها بوحدات كهروضوئية. يوضح الشكل أدناه منحنى التيار-الجهد لوحدة كهروضوئية. في ظل ظروف معينة، مثل إشعاع شمسي قدره 1000 واط/م²، يظل تيار الوحدة مستقرًا عند أكثر من 18 أمبير ضمن نطاق جهد يتراوح بين 0 و35 فولت. ومع زيادة الجهد، ينخفض التيار. يُظهر منحنى التيار-الجهد أن وحدة الخلية الكهروضوئية تحافظ على تيار ثابت عند توليد الكهرباء، مما يُظهر خصائص مصدر تيار. ومع ذلك، يتغير جهدها باستمرار، متأثرًا بعوامل مثل شدة الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة وجودة الهواء ونظافة السطح.
الطاقة المولدة من وحدة كهروضوئية (P) = الجهد (U) × التيار (I). على طول منحنى التيار-الجهد، تمثل مساحة المستطيل المحصور بين قيمة الجهد (V) على المحور الأفقي وقيمة التيار (I) على المحور الرأسي قيمة الطاقة المولدة من الوحدة. ضمن هذه المستطيلات، تمثل المساحة القصوى قيمة الطاقة التي يقع عندها نظام تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT). انظر منحنى الطاقة-الجهد للوحدة أدناه.
تقع نقطة تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) للوحدة عند قمة تل، تمامًا كقمة تل صغير. ويُظهر منحنى الطاقة الكهروضوئية أن الطاقة المولدة من الوحدة الكهروضوئية تتغير باستمرار.
لأن البطاريات الكهروضوئية لا تستطيع توليد جهد وطاقة ثابتين أثناء عملية توليد الطاقة،, محولات الطاقة الكهروضوئية لا تستطيع مصادر الطاقة الكهروضوئية تحديد جهد وتردد التيار المتردد أثناء توليد الطاقة. لذا، لا يمكن استخدامها إلا في التطبيقات المتصلة بالشبكة، حيث تعمل بنظام تحكم ذي حلقة مغلقة الطور (PLL) لحقن الطاقة وفقًا لأشكال الموجات الجيبية للجهد والتيار في الشبكة. لذلك، يُشار إلى مصادر الطاقة الكهروضوئية غالبًا باسم مصادر التيار، والمعروفة أيضًا باسم مصادر P/Q.
يُوصل جانب التيار المستمر من وحدة التحكم ببطارية كهروكيميائية قابلة لإعادة الشحن. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LFP). يوضح الشكل التالي منحنى حالة الشحن (SOC) وجدولًا يوضحان حالة الشحن والتفريغ لبطارية LFP. يتغير جهد بطارية الليثيوم فقط بتغير حالة الشحن (SOC). خلال الظروف العابرة، يكون جهدها مستقرًا ولا يشهد ارتفاعات أو انخفاضات مفاجئة. لذلك، تتمتع بطارية الليثيوم بخصائص مصدر الجهد.
قطع يتم شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم من خلال التقويم أو الانعكاس. وبالمثل، فإن قدرة الشحن والتفريغ (P) = الجهد (U) × التيار (I). عند ثبات الجهد، يمكن التحكم في خرج الطاقة ببساطة عن طريق التحكم في مقدار واتجاه التيار. عند إجراء عمليات الشحن/التفريغ/التقويم العكسي للتشغيل المتصل بالشبكة (المتابعة)، يستخدم نظام التحكم في الطاقة (PCS) استراتيجية تحكم حلقة الطور المغلقة (PLL)، حيث يقوم بحقن أو امتصاص الطاقة وفقًا لأشكال الموجات الجيبية للجهد والتيار في الشبكة. أثناء التشغيل خارج الشبكة (الاتصال بالشبكة)، نظرًا لإمكانية التحكم في جهد وقدرة مصدر الطاقة المستمر، فإن قطع يمكن تحديد جهد التيار المتردد وتردده. تتحكم شريحة معالجة الإشارات الرقمية (DSP) في توليد منحنيات الجهد/التيار الجيبية للشبكة وترددات 50/60 هرتز. لذلك، غالبًا ما يُشار إلى مصادر الطاقة المستخدمة في التطبيقات خارج الشبكة باسم مصادر الجهد، أو مصادر V/F.
