Φωτοβολταϊκοί μετατροπείς είναι κατάλληλα μόνο για εφαρμογές συνδεδεμένες στο δίκτυο, ενώ τεμ. μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για εφαρμογές εντός όσο και εκτός δικτύου. Φωτοβολταϊκοί μετατροπείς και τεμ. μοιράζονται την ίδια τοπολογία. Οι τριφασικοί αντιστροφείς/μετατροπείς χρησιμοποιούν τοπολογία τριών επιπέδων τύπου I/T, κυκλώματα ANPC ή NPC. Οι μονοφασικοί αντιστροφείς/μετατροπείς χρησιμοποιούν τοπολογία H5/H6. Το υλικό των φωτοβολταϊκών αντιστροφέων και των σταθερών κυκλωμάτων είναι σχεδόν πανομοιότυπο, με μόνο μικρές διαφορές στις διεπαφές καλωδίωσης στην πλευρά DC.
Η πλευρά DC ενός φωτοβολταϊκός μετατροπέας είναι συνδεδεμένο με φωτοβολταϊκά στοιχεία. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την καμπύλη IV ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου. Υπό ορισμένες συνθήκες, όπως μια ακτινοβολία 1000W/m², το ρεύμα του στοιχείου παραμένει σταθερό σε πάνω από 18A εντός του εύρους τάσης 0-35V. Καθώς η τάση αυξάνεται, το ρεύμα μειώνεται. Η καμπύλη IV δείχνει ότι το φωτοβολταϊκό στοιχείο διατηρεί ένα σταθερό ρεύμα κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, παρουσιάζοντας έτσι τα χαρακτηριστικά μιας πηγής ρεύματος. Ωστόσο, η τάση του μεταβάλλεται συνεχώς, επηρεαζόμενη από παράγοντες όπως η ένταση της ακτινοβολίας, η θερμοκρασία, η ποιότητα του αέρα και η καθαριότητα της επιφάνειας.
Η ισχύς που παράγεται από μια φωτοβολταϊκή μονάδα (P) = τάση (U) x ρεύμα (I). Κατά μήκος της καμπύλης IV, η περιοχή του ορθογωνίου που σχηματίζεται από την τιμή V στον οριζόντιο άξονα και την τιμή I στον κατακόρυφο άξονα αντιπροσωπεύει την τιμή παραγωγής ισχύος της μονάδας. Μέσα σε αυτά τα ορθογώνια, η μέγιστη περιοχή είναι η τιμή ισχύος στην οποία βρίσκεται το MPPT (Maximum Power Point Tracking - Παρακολούθηση Μέγιστης Ισχύος). Δείτε την καμπύλη φωτοβολταϊκών για τη μονάδα παρακάτω.
Το MPPT μιας φωτοβολταϊκής μονάδας βρίσκεται στην κορυφή ενός λόφου, παρόμοιο με την κορυφή ενός μικρού λόφου. Η καμπύλη των φωτοβολταϊκών δείχνει ότι η ισχύς που παράγεται από μια φωτοβολταϊκή μονάδα αλλάζει συνεχώς.
Επειδή οι φωτοβολταϊκές μπαταρίες δεν μπορούν να παράγουν σταθερή τάση και ισχύ κατά την παραγωγή ενέργειας, φωτοβολταϊκοί μετατροπείς δεν μπορούν να καθορίσουν τάση και συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος κατά την παραγωγή ενέργειας. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για εφαρμογές συνδεδεμένες στο δίκτυο, εκτελώντας μια στρατηγική ελέγχου βρόχου κλειδωμένης φάσης (PLL) για την έγχυση ισχύος ακολουθώντας τις ημιτονοειδείς κυματομορφές τάσης και ρεύματος του δικτύου. Επομένως, οι φωτοβολταϊκές πηγές ενέργειας αναφέρονται συχνά ως πηγές ρεύματος, γνωστές και ως πηγές P/Q.
Η πλευρά DC των τεμαχίων είναι συνδεδεμένη με μια ηλεκτροχημική/επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Ένα τυπικό παράδειγμα είναι η μπαταρία LFP. Το ακόλουθο σχήμα δείχνει μια καμπύλη SOC-V φόρτισης και εκφόρτισης και έναν πίνακα για μια μπαταρία LFP. Η τάση μιας μπαταρίας λιθίου αλλάζει μόνο με την SOC. Σε μεταβατικές συνθήκες, η τάση της είναι σταθερή και δεν παρουσιάζει απότομες αυξήσεις ή μειώσεις. Επομένως, μια μπαταρία λιθίου έχει τα χαρακτηριστικά μιας πηγής τάσης.
τεμ. φορτίζουν και εκφορτώνουν μπαταρίες λιθίου μέσω ανόρθωσης ή αντιστροφής. Ομοίως, ισχύς φόρτισης και εκφόρτισης (P) = τάση (U) x ρεύμα (I). Δεδομένης μιας σταθερής τάσης, η ισχύς εξόδου μπορεί να ελεγχθεί απλώς ελέγχοντας το μέγεθος και την κατεύθυνση του ρεύματος. Κατά την εκτέλεση ανόρθωσης φόρτισης/εκφόρτισης/αντιστροφής για λειτουργία συνδεδεμένη στο δίκτυο (μετά), οι υπολογιστές χρησιμοποιούν μια στρατηγική ελέγχου βρόχου κλειδωμένης φάσης (PLL), εγχέοντας ή απορροφώντας ενέργεια σύμφωνα με τις ημιτονοειδείς κυματομορφές τάσης και ρεύματος του δικτύου. Κατά τη λειτουργία εκτός δικτύου (σύνδεση στο δίκτυο), δεδομένου ότι η τάση και η ισχύς της τροφοδοσίας DC είναι ελεγχόμενες, η τεμ. μπορεί να καθορίσει την τάση και τη συχνότητα AC. Ένα τσιπ DSP ελέγχει την παραγωγή των ημιτονοειδών καμπυλών τάσης/ρεύματος δικτύου και των συχνοτήτων 50/60Hz. Επομένως, τα τροφοδοτικά αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές εκτός δικτύου αναφέρονται συχνά ως πηγές τάσης, γνωστές και ως πηγές V/F.
