Η συνεχής αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων, σε συνδυασμό με τη μείωση των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων αποτελεί μείζον ζήτημα που απασχολεί τη σύγχρονη εποχή. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στηριζόταν μέχρι πρότινος στις ορυκτές πρώτες ύλες, όπως ο λιγνίτης, ο άνθρακας, το φυσικό αέριο και τα πετρελαιοειδή προϊόντα. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα έχει σημαντικές αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Η υπερθέρμανση του πλανήτη (φαινόμενο του θερμοκηπίου), καθώς και η κλιματική αλλαγή οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στα ορυκτά καύσιμα, λόγω της έκλυσης μεγάλων ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Όλα αυτά τα προβλήματα έχουν οδηγήσει τη διεθνή κοινότητα στην καθιέρωση ορισμένων κανόνων σχετικά με τη μείωση των ρύπων (πρωτόκολλο του Κιότο, 20-20-20 της ευρωπαϊκής ένωσης), και ταυτόχρονα στην εύρεση εναλλακτικών μορφών ενέργειας για εκμετάλλευση. Ο φόβος πυρηνικών ατυχημάτων και οι επιπτώσεις που αυτά έχουν στο περιβάλλον και στον άνθρωπο έχουν φέρει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (Α.Π.Ε.) στο προσκήνιο. Ως Α.Π.Ε. θεωρούνται οι πηγές ενέργειας οι οποίες είναι φιλικές προς το περιβάλλον, όπως η ηλιακή, η υδροηλεκτρική, η αιολική, η ενέργεια από τα κύματα, η παλιρροιακή, η ενέργεια από βιομάζα και η γεωθερμική ενέργεια.
Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας για παραγωγή από φωτοβολταϊκά (Φ/Β) στοιχεία ήταν περιορισμένη λόγω του αυξημένου κόστους και της χαμηλής απόδοσης των Φ/Β στοιχείων. Σημαντικό παράγοντα αποτελούσε και η περιορισμένη ανάπτυξη των αντιστροφέων με δυνατότητες διασύνδεσης στο δίκτυο. Στη σύγχρονη εποχή όμως, λόγω της μείωσης του κόστους και της ραγδαίας ανάπτυξης του τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος, παρατηρείται μία ολοένα αυξανόμενη ζήτηση για Φ/Β συστήματα.
Μεγάλη αποδοχή έχουν γνωρίσει τα τελευταία χρόνια μικρές μονάδες Φ/Β συστημάτων, με δυνατότητες διασύνδεσης στα δίκτυα μέσης (ΜΤ) και χαμηλής τάσης (ΧΤ). Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τέτοιες μικρές μονάδες ονομάζεται διεσπαρμένη και έχει ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τα οποία θα αναλυθούν εκτενέστερα στο 1ο κεφάλαιο.
Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται η δομή ενός φωτοβολταϊκού κυττάρου, καθώς και η συμπεριφορά του σε μεταβολές της θερμοκρασίας και της ακτινοβολίας. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στις τεχνολογίες διασύνδεσης των φωτοβολταϊκών συστημάτων.
Στο κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται οι βασικότερες τοπολογίες μικροαντιστροφέων (αντιστροφείς πηγής ρεύματος) που συναντώνται στη διεθνή βιβλιογραφία. Στο τέλος αυτού του κεφαλαίου γίνεται αναλυτική περιγραφή της λειτουργίας του αντιστροφέα Push-Pull, ο οποίος αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας.
Στη συνέχεια της διπλωματικής εργασίας (κεφάλαιο 4) παρουσιάζεται ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται η σύνδεση του αντιστροφέα στο δίκτυο, καθώς και η μέθοδος ελέγχου της εγχεόμενης ενεργού και αέργου ισχύος. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι πιθανές μέθοδοι παλμοδότησης του αντιστροφέα και τέλος ο αναλυτικός σχεδιασμός των παθητικών στοιχείων του κυκλώματος για έλεγχο με τη μέθοδο της υστέρησης.
Η προσομοίωση του αντιστροφέα που υλοποιήθηκε σε περιβάλλον Simulink παρουσιάζεται στο κεφάλαιο 5. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται ο τρόπος ελέγχου του αντιστροφέα που αναλύθηκε στο κεφάλαιο 4 στο περιβάλλον προσομοίωσης και στο τέλος του κεφαλαίου παρουσιάζονται ορισμένες τυπικές κυματομορφές σε διάφορες βαθμίδες του.
Τέλος, στο κεφάλαιο 6 γίνεται παρουσίαση της ανάπτυξης του πειραματικού αντιστροφέα Push-Pull. Αρχικά, παρουσιάζονται τα στοιχεία τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του αντιστροφέα. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στον τρόπο με τον οποίο υλοποιείται ο έλεγχος των διακοπτικών στοιχείων του κυκλώματος και τέλος παρατίθενται ορισμένες κυματομορφές από την πειραματική δοκιμή του, καθώς επίσης και ο βαθμός απόδοσής του.