Arhitektuuriprojektide mitmekesisus toob paratamatult kaasa laia valiku päikesepaneelide paigalduskonfiguratsioone. Päikeseenergia muundamise efektiivsuse maksimeerimiseks, säilitades samal ajal hoone esteetilise välimuse, on optimaalse päikeseenergia muundamise saavutamiseks vaja mitmesuguseid invertereid. Stringinverteritest on saanud rahvusvahelisel turul kõige populaarsem valik. Modulaarse kontseptsiooni alusel on iga fotogalvaaniline (PV) string (vahemikus 1 kW kuni 5 kW) ühendatud individuaalse inverteriga, millel on alalisvoolu poolel maksimaalne võimsuspunkti jälgimine (MPPT) ja vahelduvvoolu poolel võrgu paralleelühendus. Paljud suuremahulised fotoelektrijaamad kasutavad stringinvertereid. Nende eeliste hulka kuulub vastupidavus erinevates stringides olevate moodulite jõudluse erinevustele ja varjutuse vähenemine; Lisaks leevendavad need PV-moodulite ja inverterite optimaalsete tööpunktide ebakõlasid, suurendades seeläbi koguenergia tootmist. Need tehnilised tugevused mitte ainult ei vähenda süsteemi kulusid, vaid suurendavad ka süsteemi üldist töökindlust. Lisaks võimaldab "ülem-alluv" konfiguratsioon ühendada mitu PV stringi; kui ühest nöörist saadavast energiast ei piisa üksiku inverteri käitamiseks, võib süsteem stringe kombineerida, et tagada ühe või mitme inverteri töös püsimine, mille tulemuseks on suurem energiaväljund. Uusim lähenemisviis hõlmab mitut inverterit, mis moodustavad "meeskonna", selle asemel, et tugineda "ülem-alluv" seadistusele, mis parandab veelgi süsteemi töökindlust. Tänu kasvavale nõudlusele taastuvenergia järele laieneb päikeseenergia (PV) inverterite turg kiiresti. Need inverterid nõuavad erakordselt kõrget efektiivsust ja töökindlust. See analüüs uurib sellistes inverterites kasutatavaid toiteahelaid ja soovitab optimaalseid komponente lülitamiseks ja alaldamiseks. PV-inverterite jaoks on saadaval kolm erinevat üldist arhitektuuri. Päikesevalgus tabab järjestikku ühendatud päikesemooduleid, kusjuures iga moodul sisaldab rida üksikuid päikesepatareisid. Nende päikesemoodulite genereeritud alalispinge on tavaliselt vahemikus mitusada volti – väärtus, mis varieerub olenevalt mooduli massiivi kiirgustiheduse tingimustest, elementide temperatuurist ja järjestikku ühendatud moodulite arvust. Seda tüüpi inverteri esmane ülesanne on muundada sisend alalispinge stabiilseks väärtuseks. See saavutatakse võimendusmuunduri kaudu, mis nõuab võimenduslülitit ja võimendusdioodi. Esimeses konfiguratsioonis järgneb võimendusastmele isoleeritud täissildmuundur, kus täissildtrafo tagab elektriisolatsiooni. Teine täissildmuundur väljundi poolel muudab esimese astme alalispinge vahelduvpingeks. Seejärel filtreeritakse väljund enne vahelduvvooluvõrku ühendamist kahekontaktilise relee kaudu, mis tagab rikete ajal ohutu lahtiühendamise ja öise võrgust eraldamise. Teine konfiguratsioon on isoleerimata konstruktsioon, mille puhul vahelduvpinge genereeritakse otse võimendusastme alalisvoolu väljundist. Kolmas konfiguratsioon kasutab uuenduslikku topoloogiat, mis integreerib võimenduse ja vahelduvvoolu genereerimise funktsioonid ühte spetsiaalsesse vooluringi. Kuigi päikesepaneelide muundamise kasutegur on üsna madal, on inverteri jaoks ülioluline saavutada võimalikult 100% lähedane kasutegur. Saksamaal eeldatakse, et lõunapoolsele katusele paigaldatud 3 kW päikesemoodulite hulk toodab aastas 2550 kWh. Inverteri efektiivsuse tõstmine 95%-lt 96%-le annaks aastas juurde 25 kWh – summa, mis muidu nõuaks täiendavate päikesemoodulite paigaldamist, mille maksumus on võrreldav täiendava inverteri omaga. Kuna efektiivsuse tõstmine 95%-lt 96%-le ei kahekordista inverteri maksumust, on suurema kasuteguriga seadmetesse investeerimine loogiline valik. Uute disainilahenduste puhul on inverteri efektiivsuse maksimeerimine kõige kulutõhusamal viisil töökindluse ja kulude kõrval peamine projekteerimiskriteerium. Suurem efektiivsus vähendab temperatuurikõikumisi koormustsükli jooksul, suurendades seeläbi töökindlust; seega on need kriteeriumid olemuslikult seotud. Moodulkomponentide kasutamine aitab kaasa ka töökindluse paranemisele. Kõik joonisel 1 näidatud topoloogiad nõuavad kiirelt lülituvaid toiteseadmeid, samas kui võimendus- ja täissillaastmed nõuavad ka kiirelt lülituvate dioodide kasutamist. Lisaks on nende topoloogiate jaoks kasulikud ka spetsiaalselt madala sagedusega (100 Hz) lülitamiseks optimeeritud lülitid. Mis tahes ränitehnoloogia puhul on kiireks ümberlülitamiseks optimeeritud lülititel suurem juhtivuskaod kui madala sagedusega rakenduste jaoks optimeeritud lülititel.
Võimendusaste on tavaliselt konstrueeritud pideva juhtivuse režiimi (CCM) muundurina. Valik 600V ja 1200V seadmete vahel sõltub inverteriga ühendatud massiivi päikesemoodulite arvust. Toitelülitid koosnevad üldiselt kas MOSFETidest või IGBT-dest; üldiselt võivad MOSFET-id töötada kõrgematel lülitussagedustel kui IGBT-d. Lisaks tuleb alati arvestada keredioodi mõjuga – kuigi see ei ole võimendusfaasis probleem, kuna kehadiood ei juhi normaalse töö käigus. MOSFET-i juhtivuse kadu määrab selle sisselülitustakistus ($R_{DS(ON)}$), mis antud MOSFET-i perekonna puhul on võrdeline efektiivse stantsi pindalaga. Kui pinge nimiväärtus suureneb 600 V-lt 1200 V-ni, suureneb MOSFET-i juhtivuskadu märkimisväärselt; Järelikult, isegi kui 1200 V MOSFET-i reiting on võrreldav $R_{DS(ON)}$, võib see olla kas kättesaamatu või ülemäära kallis.
600 V nimivõimsusega võimenduslülitite jaoks on supersiirde MOSFET-id suurepärane valik, pakkudes optimaalset juhtivuskadu kõrgsageduslike lülitusrakenduste jaoks. Valikute hulka kuuluvad MOSFET-id TO-220 pakettides, mille $R_{DS(ON)}$ on alla 100 mΩ, või pakettides TO-247 olevaid pakette $R_{DS(ON)}$ alla 50 mΩ. Päikeseenergia inverterite jaoks, mis vajavad 1200 V toitelüliteid, on IGBT-d sobiv lahendus. Täiustatud IGBT-tehnoloogiad, nagu NPT Trench ja NPT Field Stop, on optimeeritud väiksemate juhtivuskadude jaoks, kuid see toob kaasa suuremad lülituskadud, mistõttu need ei sobi kõrgsageduslike võimendusrakenduste jaoks. Põhinedes pärand NPT (non-Punch-Through) tasapinnalisel tehnoloogial, on FGL40N120AND seade välja töötatud kõrgetel lülitussagedustel töötavate võimendusahelate tõhususe parandamiseks. Sellel on $E_{OFF}$ (väljalülitusenergia kadu) 43 µJ/Aa jõudlustaset, mida on muidu väga raske saavutada, eriti kui võrrelda 80 µJ/A $E_{OFF}$, mis on tüüpiline arenenumat tehnoloogiat kasutavatele seadmetele. Kuigi mudelil FGL40N120AND on suhteliselt kõrge küllastuspinge ($V_{CE(SAT)}$) – 3,0 V (või 2,1 V 125 kraadi juures), kompenseerib seda enam kui selle erakordselt madalad lülituskadud kõrgetel võimendussagedustel. Seadmesse on integreeritud ka anti-paralleeldiood. Tavalise võimendustöö korral jääb see diood mittejuhtivasse olekusse; kuid käivitamise või siirdesündmuste ajal võib võimendusahel viia töörežiimi, kus antiparalleeldiood hakkab juhtima. Kuna IGBT-l puudub sisemine korpuse diood, on see kaaspakendis diood usaldusväärse töö tagamiseks hädavajalik. Võimendusdioodi enda jaoks on vaja kiiresti taastuvat tüüpi, näiteks Stealth™ dioodi või ränikarbiidi (SiC) dioodi. Eelkõige pakuvad SiC dioodid väga madalat päripinget ja minimaalseid kadusid. Võimendusdioodi valimisel tuleb arvestada vastupidise taastumisvoolu (või SiC dioodide puhul ristmiku mahtuvuse) mõju võimenduslülitile, kuna need tegurid aitavad kaasa täiendavatele kadudele. Selles kontekstis pakub äsja kasutusele võetud Stealth II diood (FFP08S60S) suurepärast jõudlust: tingimustes $V_{DD}=390\\text{ V}$, $I_D=8\\text{ A}$, $di/dt=200\\text{ A/µs}$ ja võrreldav korpuse temperatuur on 5 m2, 000 lülitustemperatuuri J kuni 225 mJ, kui kasutate ISL9R860P2 Stealth-dioodi. Sellest tulenevalt suurendab see lahendus ka inverteri efektiivsust kõrgetel lülitussagedustel. Pärast MOSFET-i täissilla ja filtreerimise etappi genereerib väljundsild 50 Hz siinuspinge ja voolu signaali. Ühine teostus kasutab standardset täissild topoloogiat (joonis 2). Selles konfiguratsioonis rakendab ülemise vasaku ja alumise parempoolse lüliti sisselülitamine väljundklemmidele positiivset pinget, samas kui ülemise parempoolse ja alumise vasakpoolse lüliti sisselülitamine rakendab negatiivset pinget. Selles rakenduses on igal ajahetkel aktiivne (juhtib) ainult üks lüliti. Üks lüliti töötab kõrgel PWM-sagedusel, teine aga madalal 50Hz sagedusel. Kuna alglaadimisahelad sõltuvad madala külje seadme lülitustegevusest, töötab madala külje lüliti kõrgel PWM-sagedusel, samas kui ülemine lüliti töötab 50 Hz sagedusel. Arvestades, et see rakendus kasutab 600 V toitelüliteid, sobivad ülimalt 600 V superristmikuga MOSFET-id. Kuna need lülitid peavad sisselülitamise ajal vastu pidama täiendavate seadmete täielikule pöördtaastamise voolule, on kiire taastamisega üliühendusseadmed (nt 600 V FCH47N60F) ideaalne valik. Selle seadme $R_{DS(ON)}$ väärtusega 73 mΩ pakub see seade väiksemaid juhtivuskadusid võrreldes teiste sarnaste kiiresti taastatavate komponentidega. Kuigi kiire taastamise funktsioon ei ole vajalik, kui need seadmed lülituvad sagedusel 50 Hz, pakuvad need suurepäraseid $dv/dt$ ja $di/dt$ omadusi, mis suurendavad süsteemi töökindlust võrreldes tavaliste superristmikuga MOSFETidega.
Teine võimalus, mida tasub kaaluda, on FGH30N60LSD, 30A/600V IGBT, mille küllastuspinge ($V_{CE(SAT)}$) on vaid 1,1 V. Väga suure väljalülituskao ($E_{OFF}$) (10 mJ) tõttu sobib see ainult madala sagedusega ümberlülitamiseks. 50 mΩ MOSFET on töötemperatuuril $R_{DS(ON)}$ 100 mΩ; järelikult on selle $V_{DS}$ voolutugevusel 11A samaväärne selle IGBT väärtusega $V_{CE(SAT)}$. Lisaks, kuna see IGBT põhineb vanemal läbilöögitehnoloogial, jääb selle $V_{CE(SAT)}$ temperatuurimuutuste suhtes suhteliselt stabiilseks. Järelikult võib seda tüüpi IGBT vähendada väljundsilla kogukadusid, suurendades seeläbi inverteri üldist efektiivsust. FGH30N60LSD IGBT on väga tõhus ka rakenduste jaoks, mis nõuavad iga pooltsükli jooksul ümberlülitamist erinevate võimsuste muundamise tehnoloogiate või konkreetsete topoloogiate vahel; sellistel juhtudel toimib IGBT topoloogialülitina. Kiiremaks lülitusüleminekuks kasutatakse tavapäraseid või kiire taastumisega superliiteseadmeid. Eelnimetatud FGL40N120AND on 1200 V spetsialiseeritud topoloogiate ja täissildkonfiguratsioonide jaoks ideaalne lüliti kaasaegsete kõrgsageduslike päikeseinverterite jaoks. Kui konkreetne tehnoloogia nõuab dioodi, on Stealth II™ dioodid, Hyperfast™ II dioodid või ränikarbiiddioodid (SiC) suurepärased lahendused.