Kaip nustatyti, ar saulės energijos sistemos diodai yra pažeisti?

一, Pagrindinis diodų vaidmuo ir gedimų rizika saulės energijos sistemose
Diodų tipai ir funkcijos
Apėjimo diodas: lygiagrečiai prijungtas abiejuose akumuliatoriaus grandinės galuose, suteikiantis alternatyvų srovės kelią, kai kai kurie akumuliatoriaus elementai yra užblokuoti arba sugenda, išvengiant terminio taško efekto (nuolatinio akumuliatoriaus elementų pažeidimo dėl vietinio perkaitimo).
Priešpriešinio įkrovimo diodas: nuosekliai sujungtas tarp fotovoltinės matricos ir valdiklio, neleidžia akumuliatoriui išsikrauti atvirkščiai per fotovoltinį skydelį naktį arba lietingomis dienomis, taip apsaugodamas akumuliatoriaus veikimo laiką.
Blokavimo diodas: naudojamas kelių serijų lygiagrečiose sistemose, kad srovė netekėtų atgal į mažos{0}}galios serijas, užtikrinant nepriklausomą kiekvienos serijos veikimą.
Tipiškos diodų pažeidimo pasekmės
Šilumos taško efektas sustiprėja: Sugedus aplinkkelio diodui, užblokuoti akumuliatoriaus elementai ir toliau atlaiko atvirkštinę įtampą, o temperatūra gali pakilti iki daugiau nei 200 laipsnių, todėl pakavimo medžiaga sensta ir netgi užsidega.
Sistemos energijos gamybos sumažėjimas: priešpriešinio įkrovimo diodo trumpasis jungimas gali sukelti baterijos bloko savaiminį išsikrovimą naktį, dėl to kasdien prarandama iki 5–10 % elektros energijos.
Įrangos sugadinimo pavojus: sugedus blokuojantis diodas gali sukelti cirkuliaciją tarp eilučių, sudeginti jungtis arba kabelius.
2, Vizualinis pasireiškimas ir preliminarus diodo pažeidimo sprendimas
1. Išvaizdos anomalijų aptikimas
Erozijos žymės: įprasto diodo paviršius yra lygus, tačiau po pažeidimo gali atsirasti juodų degimo žymių, įtrūkimų arba kaiščio lydymosi (kaip parodyta 1 pav.). Pavyzdžiui, 5 kW galios fotovoltinės sistemos jungtyje atsirado karbonizacijos žymių dėl aplinkkelio diodo gedimo.
Pakuotės deformacija: dėl aukštos temperatūros epoksidinės dervos arba plastikinės pakuotės plečiasi, o tai dažniausiai pastebima ilgalaikės perkrovos ar trumpojo jungimo atveju.
Spalvos pasikeitimas: aukštoje temperatūroje silicio medžiagos diodai pasikeis iš juodos į pilkai baltą, o tai galima atpažinti palyginus tos pačios partijos komponentus.
2 Sistemos veikimo sutrikimai
Nesubalansuota stygos įtampa: naudokite multimetrą kiekvienos stygos atviros grandinės įtampai išmatuoti. Jei vienos eilutės įtampa yra žymiai mažesnė nei kitų stygų (pvz., daugiau nei 10 % mažesnė už vardinę vertę), tai gali būti dėl apėjimo diodo laidumo gedimo.
Nighttime current backflow: In the absence of light, use a clamp ammeter to detect the output terminal of the photovoltaic array. If there is a reverse current (>0.1A), tai rodo, kad trumpasis jungimas yra priešpriešinio įkrovimo diodas.
Nenormalus šildymas: infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo įtaisas nustato diodo paviršiaus temperatūrą. Įprasta darbo temperatūra turi būti žemesnė nei 85 laipsniai. Jei vietinė temperatūra viršija 120 laipsnių, mašiną reikia nedelsiant sustabdyti patikrinimui.
3, Profesionalūs diodų pažeidimo aptikimo metodai
1 Aptikimas neprisijungus (sistemos maitinimo sutrikimas)
Teigiamo slėgio kritimo bandymas:
Nustatykite multimetrą į diodo režimą (arba 2V DC režimą).
Prijunkite teigiamą polių prie diodo anodo, o neigiamą - prie katodo ir užregistruokite tiesioginį įtampos kritimą (VF).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V arba rodo OL (atvira grandinė), tai rodo, kad diodas yra atvira grandinė; Jei VF<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Atvirkštinės nuotėkio srovės bandymas:
Naudokite didelio{0}}tikslumo multimetrą (pvz., Fluke 87V) μ A diapazone.
Atvirkščiai prijunkite diodą (kai teigiamas polius prijungtas prie katodo, o neigiamas polius prijungtas prie anodo) ir pritaikykite atvirkštinę įtampą (pvz., 20 V).
Įprasta diodo atvirkštinio nuotėkio srovė turi būti mažesnė nei 1 μ A. Jei ji didesnė nei 10 μ A, tai rodo izoliacijos efektyvumo sumažėjimą.
2 Internetinis aptikimas (sistema įjungta)
Dinaminis srovės stebėjimas:
Norėdami užfiksuoti diodo įtampos bangos formą, naudokite osciloskopą.
Įprastas apėjimo diodas yra atvirkštinio išjungimo būsenoje, kai eilutė yra normali, o įtampa artima atviros grandinės įtampai; Kai styga yra užblokuota, diodas veda į priekį ir įtampa nukrenta iki maždaug VF.
Jei bangos forma rodo nuolatinį laidumo pirmyn arba atvirkštinį nuotėkio srovės svyravimus, tai rodo diodo parametrų poslinkį.
Infraraudonųjų spindulių terminio vaizdo padėties nustatymas:
Nuskaitykite diodų sritį infraraudonųjų spindulių termovizoriumi, kai yra pakankamai saulės šviesos.
Įprasta diodo temperatūra turi būti artima aplinkiniams komponentams. Jei vietinė temperatūra yra aukštesnė nei 20 laipsnių, tai gali sukelti perkaitimą dėl padidėjusio laidumo praradimo.
4, Diodų pažeidimo pagrindinių priežasčių analizė ir prevencinės priemonės
1 Dažnos žalos priežastys
Viršįtampio viršįtampis: dėl žaibo smūgio ar tinklo svyravimų atvirkštinė diodo įtampa viršija vardinę vertę (pvz., kai 1N4007 VRRM yra 1000 V, faktiniam naudojimui reikalinga 20 % atsarga).
Viršsrovė ir perkaitimas: dėl netinkamo stygų suderinimo kai kurie diodai ilgą laiką teka per didelę srovę (pvz., kai projektinė srovė yra 10 A, bet iš tikrųjų ji teka 15 A).
Gamybiniai defektai: virtualūs litavimo arba lustų įtrūkimai vidiniame diodo metalizacijos sluoksnyje, kurie sunkiai pastebimi pradiniame etape ir palaipsniui genda po eksploatacijos.
Aplinkos korozija: pakrantės arba didelės drėgmės zonose diodų kaiščių oksidacija padidina kontaktinį atsparumą ir pagreitina senėjimą dėl vietinės temperatūros kilimo.
2 Prevencijos ir priežiūros strategijos
Pasirinkimo optimizavimas:
Nominali apėjimo diodo srovė turi būti didesnė nei 1,25 karto didesnė už trumpojo jungimo srovę, o atvirkštinė įtampa turi būti 1,5 karto didesnė už didžiausią sistemos įtampą arba jai lygi.
Priešpriešinio įkrovimo diodas turėtų būti pasirinktas kaip žemo VF tipo (pvz., SB5100, VF=0.45V), kad būtų sumažintas energijos suvartojimas naktį.
Montavimo specifikacijos:
Jungiamojo laido tarp diodo ir akumuliatoriaus stygos ilgis turi būti mažesnis nei 30 cm, kad būtų sumažintas parazitinis induktyvumas.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2W/m · K) šiluminei varžai užtikrinti<1 ℃/W.
Reguliarus bandymas:
Kas ketvirtį nuskaitykite raktinius diodus infraraudonųjų spindulių termovizoriumi ir nustatykite temperatūros įrašus.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% arba nuotėkio srovė viršija standartą.
5, atvejo analizė: 10 kW fotovoltinės sistemos diodų gedimų šalinimas
1. Gedimo reiškinys
Po 3 metų sistemos veikimo elektros energijos gamyba sumažėjo 15%, lyginant su tuo pačiu laikotarpiu, o nakties baterijų bloko įtampa sumažėjo nuo 51,2 V iki 49,8 V.

2. Tyrimo eiga
Išvaizdos patikrinimas: Nustatyta, kad 2 eilutėje esančio aplinkkelio diodo pakuotė buvo šiek tiek išsipūtusi, ant kaiščių yra oksidacijos žymių.
Testavimas neprisijungus:
Priekinės įtampos kritimo bandymas rodo VF=1.2V (normali vertė 0,6 V), o tai rodo padidėjusį pasipriešinimą.
Atbulinės srovės nuotėkio bandymas yra 5 μA (normali vertė<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Sistemos lygio patikrinimas:
Pakeitus sugedusį diodą, 2 eilutės įtampa grįžo į tą patį lygį kaip ir kitų stygų (36,5 V).
Naktį akumuliatoriaus įtampa išliko stabili 51,0 V, o energijos gamyba padidėjo iki 98% projektinės vertės.
Pagrindinės priežasties analizė
Neteisingas pasirinkimas: pradinė vardinė diodo srovė buvo 8A, bet tikroji trumpojo jungimo srovė-siekė 10A, o tai paspartino senėjimą dėl ilgalaikės-perkrovos.
Nepakankamas šilumos išsklaidymas: neįdiegtas aušintuvas, diodų sandūros temperatūra ilgą laiką viršija 125 laipsnius.