Osnovi energetske elektronike

1. UVOD
Definicija Energetska elektronike glasi: «Energetska elektronika je dio elektronike koji se koristi za pretvorbu parametara električne energije i za upravljanje tokom električne energije».
U gornjoj definiciji se javljaju dva ključna pojma: «elektronika» i «parametri električne energije».
Elektronika je grana znanosti i tehnike koja obuhvaća izučavanje i primjenu onih pojava povezanih s gibanjem slobodnih elektrona i električki nabijenih čestica u vakuumu, plinovima, tekućinama i poluvodičima. Gibanja čestica se ostvaruje u komponentama elektroničkih uređaja. Dakle, ako neki sklop sadrži elektroničku komponentu, onda je to elektronički sklop i pripada grani znanosti koja se naziva elektronika. Parametri električke energije su: valni oblik napona, valni oblik struje, frekvencija i broj faza.
Na slici 1 prikazana je blokovska shema na kojoj se vidi proces proizvodnje, prijenosa, distribucije i potrošnje električne energije na kopnu. Proizvodnja električne energije počinje u indirektnom ili direktnom pretvaraču energije. Primarna energija uskladištena u ugljenu, nafti, vodi, izotopima ili suncu se u ovim pretvaračima pretvara u električnu energiju.
Indirektni pretvarači generiraju električku energiju na način da se primarni oblik energije pretvori u mehaničku energiju, a potom se ta mehanička energija u generatoru pretvara u električnu. Primjer može biti potencijalna energija vode ili kemijska energija nafte, koja se prvo pretvara u mehaničku energiju u turbini ili dizel motoru, da bi se tek tada mehanička energija u generatoru pretvorila u električnu energiju.
S druge pak strane direktni pretvarači izravno pretvaraju primarni oblik energije u električnu energiju. Primjer su solarni, paneli koji direktno pretvaraju energiju sunca u električnu energiju u poluvodičkim solarnim ćelijama.  Napon generatora električne struje (indirektnog pretvarača energije) je nedovoljan za prijenos energije na velike udaljenosti. Stoga je potrebno napon generatora transformirati na veći napon (sa 10 kV na 400 kV izmjenične struje), i s tako visokim naponima dalekovodima prenositi električnu energiju na velike udaljenost. Na mjestu gdje se namjerava potrošiti električna energija, izmjenični napon se ponovo transformira na niže napone te distributivna mreža takovu energiju distribuira trošilima. To je normalni tijek električne energije. Uređaji energetske elektronike su sadržani u izmjeničnom generatoru (tiristorski ispravljači struju uzbude generatora), također u
pretvaračima za pogon pojedinih trošila (regulatori brzine elektromotora, regulatori rasvjete i slično), te u dinamičkim kompenzatorima jalove snage koji se mogu javiti na strani potrošnje.