Bez ohledu na použitou technologii je základní provedení střídače jasné a velmi podobné. Jádrem je proces přeměny stejnosměrného napětí (moduly solárních článků) na střídavé napětí (připojeno k síti). V procesu transformace se kladné a záporné póly stejnosměrné elektřiny nepřetržitě přeměňují na střídavý proud se změnami směru. Klíčovou součástí střídače je tedy můstkový spínač (výkonové zařízení), jak je znázorněno na obrázku 1 (a). Jedna strana tohoto přepínacího můstku je připojena ke vstupnímu stejnosměrnému napájecímu zdroji a druhá strana je připojena ke střídavému napájení. Během pracovního procesu lze současně vypnout pouze dva protilehlé spínače.
Pokud je rychlost spínání tohoto můstku nastavena na stejnou jako frekvence sítě, teoreticky lze výstupní stranu můstku připojit k síti. Nicméně, protože výstupní proud je obdélníková vlna beze změny intenzity, je nutné nainstalovat induktor s železným jádrem na výstupní konec pro řízení výstupního proudu do tvaru sinusovky. Odpojení můstku se provádí pulzním procesem, což má za následek menší proudovou složku vztaženou k pulzu. Tato proudová složka může řídit proud induktoru. Frekvence pulsu je obecně 20 kHz, což může zcela vytvořit proud 50 Hz, jak je znázorněno na obrázku 1 (b).
Pro fotovoltaické střídače existuje další velmi důležité zařízení, které nelze přehlédnout: kondenzátor na vstupním konci, jak je znázorněno na obrázku 1 (c). Funkcí kondenzátorů je akumulovat elektrickou energii, zajistit, aby proud ze strany výroby energie byl nepřetržitě a konzistentně přiváděn do můstkového spínače a vstupovat do sítě přes můstek, který se mění synchronně s frekvencí sítě. Pouze tehdy, když je kapacita vstupního kondenzátoru dostatečně velká, může být zaručen nepřetržitý a normální provoz fotovoltaického systému na výrobu energie.
V praktických aplikacích má rozsah vstupního napětí určitá omezení. U aplikací výroby elektrické energie připojených k síti musí být vstupní napětí vždy vyšší než špičkové napětí sítě. Když je efektivní hodnota síťového napětí 250 V, je pro dosažení normálního síťového připojení vyžadováno, aby minimální napětí na straně výroby energie bylo 354 V.
Na rozdíl od základního provedení standardních střídačů existuje mnoho způsobů, jak upravit nebo zvýšit rozsah vstupního napětí u střídačů s přímým připojením k síti. Běžně používaná řešení a struktury invertorové technologie jsou různé. Výše zmíněná topologická struktura měniče se liší nejen elektrickou izolací, ale také dosažitelnou účinností, napěťovou závislostí a dalšími aspekty. Proto neexistuje jednotný vzorec, který by definoval, která konstrukce měniče je nejlepší, a při návrhu je třeba vzít v úvahu specifické vlastnosti použitého měniče.
Dalším trendem v konstrukci fotovoltaických střídačů je rozšiřování rozsahu vstupního napětí, což může vést ke snížení vstupního proudu při stejné úrovni výkonu nebo zvýšení úrovně výkonu při stejném vstupním proudu. Když je vstupní napětí relativně vysoké, je třeba použít IGBT s vyšším jmenovitým napětím (v rozsahu 1200 V), což má za následek větší ztráty. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je použití tříúrovňového měniče
Použitím dvou sériově zapojených elektrolytických kondenzátorů může být vysoké vstupní napětí rozděleno na polovinu a střední bod může být připojen k neutrálnímu vedení. V tomto případě lze použít 600V spínač. Tříúrovňový měnič může převádět mezi třemi úrovněmi: + Vbus, 0V a - Vbus. Kromě toho, že je tento tříúrovňový měnič efektivnější než řešení struktury přepínače 1200 V, má také výhodu v tom, že výrazně snižuje výstupní indukčnost. Tříúrovňový střídač má dvě významné vlastnosti:
① Sinusový průběh výstupního napětí syntetizovaný víceúrovňovými kroky výrazně snižuje harmonický obsah a zlepšuje průběh výstupního napětí ve srovnání s tradičními dvouúrovňovými měniči za stejných podmínek spínací frekvence;
② Jmenovité napětí spínací trubice je pouze polovina napětí na stejnosměrné sběrnici, což umožňuje použití nízkonapěťových spínacích zařízení ve vysokonapěťových měničích.
Nevýhodou tříúrovňových měničů jsou však složité strategie řízení a problém nevyváženého středního napětí, což je fatální slabina tříúrovňových měničů. Je zřejmé, že pokud je střední napětí dvou paralelně zapojených kondenzátorů na stejnosměrné sběrnici střídače během provozu nestabilní, způsobí změny výstupního tříúrovňového napětí, které nejen zkreslí průběh výstupního napětí a zvýší harmonické, ale také dělá třífázový výstupní proud asymetrický a ztrácí výhodu tříúrovňového měniče. V současnosti však neexistuje žádné zásadní řešení problému nevyváženého středního napětí. Jednou z reprezentativních metod je použití vylepšených hardwarových obvodů k dosažení střední rovnováhy napětí; Druhým je dosažení rovnováhy napětí změnou časování spínačů nebo řízením trvání vektorového napětí. Jsou zde ale problémy se složitými obvody a neuspokojivými regulačními efekty.
V současné době, pokud je fotovoltaický systém výroby elektřiny navržen rozumně, může fungovat ekonomicky. Beztransformátorové střídače, které jsou přímo integrované do elektrické sítě, jsou stále více ceněny pro svou nízkou cenu a vysokou účinnost. Transformátory přeměňují elektrickou energii na magnetickou energii a poté přeměňují magnetickou energii na elektrickou energii. Ztráta energie způsobená elektrickým izolačním zařízením instalovaným mezi vstupní a výstupní svorky může dosáhnout 1 % nebo dokonce až 2 %. Proto je provozní účinnost beztransformátorových střídačů vyšší než u transformátorových střídačů a tato technologie má mnoho dalších výhod, jako je nízká spotřeba materiálu a nízká hmotnost.