Kuo skiriasi aplinkkelio diodas ir priešpriešinis diodas?

1, Darbo principas: Diferencijuotas vienkrypčio laidumo taikymas
Apėjimo diodas: aktyvus karštojo taško efekto gynėjas
Apėjimo diodas yra prijungtas atvirkščiai lygiagrečiai abiem fotovoltinio modulio galams, naudojant vienkryptį diodo laidumą, kad būtų užtikrinta šiluminės dėmės apsauga. Kai komponento išėjimo įtampa sumažėja dėl vietinės kliūties, gedimo ar senėjimo, diodas veda į priekį, trumpai sujungdamas sugedusį komponentą ir leisdamas srovei apeiti probleminę sritį. Pavyzdžiui, tam tikras fotovoltinis modulis susideda iš 36 nuosekliai sujungtų saulės elementų. Jei vienas iš jų negali generuoti elektros energijos dėl šešėliavimo, jo lygiavertė varža staiga padidės, o visa nuoseklios grandinės įtampa bus sutelkta į tą elementą, todėl susidarys aukštos -temperatūros šilumos dėmės. Šiuo metu lygiagretusis apėjimo diodas veda, aplenkdamas sugedusį akumuliatoriaus elementą, kad jis netaptų apkrova ir nevartotų kitų įprastų akumuliatoriaus elementų energijos. Tuo pačiu metu ji neleidžia deformuotis pakavimo medžiagai ar įtrūkti akumuliatoriaus elementui dėl per didelės komponentų temperatūros.

Priešpriešinis diodas: pasyvus srovės atgalinio srauto blokatorius
Priešpriešiniai diodai yra nuosekliai sujungti su fotovoltinėmis stygomis arba nuolatinės srovės jungties dėžėmis, naudojant vienkryptį laidumą, kad būtų išvengta atvirkštinės srovės srauto. Jo pagrindinės funkcijos apima:

Apsaugos nuo akumuliatoriaus srauto: nepriklausomoje fotovoltinėje sistemoje, kai komponentai naktį negamina elektros energijos, priešpriešinis diodas gali blokuoti atvirkštinį akumuliatoriaus srovės srautą į komponentus, taip išvengiant komponentų įkaitimo ir pažeidimo;
Anti-styginis abipusis įpurškimas: jei lygiagrečiose eilutėse sumažėja išėjimo įtampa dėl šešėlių ar gedimų, priešpriešinis diodas gali blokuoti srovę iš aukštos įtampos šakos, kad ji tekėtų atgal į žemos įtampos šaką, neleisdama nukristi bendrai išėjimo įtampai. Pavyzdžiui, fotovoltinėje elektrinėje yra 10 stygų. Jei vienos stygos išėjimo įtampa sumažėja dėl sniego dangos ir nėra sumontuotas priešpriešinis diodas, kitų stygų srovės suformuos cirkuliuojančią srovę per sugedusią eilutę, todėl sistemos efektyvumas prarandamas; Sumontavus priešpriešinius diodus, sugedusi eilutė yra izoliuojama ir sistemos išėjimo įtampa išlieka stabili.
2, Pagrindinis vaidmuo: diferencijuotas darbo pasidalijimas siekiant funkcinės padėties
Apėjimo diodas: dviguba efektyvumo ir saugumo garantija
Pagrindinė aplinkkelio diodų vertė yra sistemos energijos gamybos efektyvumo ir komponentų saugos palaikymas. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad komponentai be apėjimo diodų gali sumažinti išėjimo galią 30–50%, kai jie iš dalies užblokuoti, o karštosios vietos temperatūra gali siekti daugiau nei 150 laipsnių, o tai kelia rimtą pavojų komponentų eksploatavimo trukmei; Sukonfigūravus aplinkkelio diodą, galios nuostoliai gali būti kontroliuojami per 5%, o karšto taško temperatūra gali būti sumažinta iki žemiau 80 laipsnių. Be to, aplinkkelio diodai gali sumažinti sistemos prastovą dėl komponentų gedimų ir pagerinti veikimo efektyvumą.

Anti-reverse diodas: kertinis sistemos stabilumo akmuo
Pagrindinė priešpriešinių diodų funkcija yra palaikyti sistemos įtampos stabilumą ir energijos panaudojimo efektyvumą. Didelėse fotovoltinėse elektrinėse įtampos skirtumai tarp stygų gali sukelti srovės atbulinį srautą, o tai gali sukelti šias problemas:

Energijos nuostoliai: atvirkštinė srovė sunaudoja efektyvią elektros energijos gamybą, sumažindama bendrą sistemos efektyvumą;
Įrangos pažeidimas: Ilgalaikė atvirkštinė srovė gali sukelti komponentų įkaitimą, jungties dėžutės perdegimą ir net gaisrą;
Stebėjimo gedimas: dabartinis atgalinis srautas gali trukdyti stebėjimo sistemai tiksliai įvertinti komponentų būseną, todėl gali pasunkėti eksploatavimas ir priežiūra.
Sumontavus priešpriešinius diodus, atvirkštinė srovė gali būti veiksmingai blokuojama, užtikrinant, kad sistemos įtampa išliktų stabili projektavimo diapazone ir pagerintų energijos perdavimo efektyvumą bei įrangos patikimumą.
3, montavimo vieta: diferencijuotas grandinės topologijos išdėstymas
Apėjimo diodas: komponento lygio apsauga
Apėjimo diodas paprastai yra įmontuotas į fotovoltinio modulio jungiamąją dėžę ir prijungtas atvirkščiai lygiagrečiai su akumuliatoriumi. Priklausomai nuo komponento konstrukcijos, kiekvienas komponentas gali būti sukonfigūruotas su 1-3 apėjimo diodais. Pavyzdžiui, 60 baterijų elementų komponente gali būti naudojami 2 apėjimo diodai, kurių kiekvienas apsaugo 30 baterijos elementų; Jei naudojami 3 diodai, kiekvienas, apsaugantis po 20 akumuliatoriaus elementų, gali tiksliau izoliuoti gedimo vietą ir sumažinti įprastų akumuliatoriaus elementų energijos nuostolius.

Anti-reverse diodas: sistemos lygio apsauga
Anti-reverse diodai dažniausiai įrengiami nuolatinės srovės kombainerių dėžučių arba keitiklių įėjime, nuosekliai jungiami į stygos išėjimo grandinę. Didelėse elektrinėse kiekviename stygos išvesties gnybte gali būti įrengtas vienas priešpriešinis diodas; Kombinuotojo dėžutėje kelios eilutės gali dalytis vienu priešpriešinio diodo moduliu po sujungimo, siekiant sumažinti išlaidas ir vietos užimtumą. Pavyzdžiui, 1MW fotovoltinėje elektrinėje yra 20 50kW stygų, o kombinuotojo dėžutėje galima sukonfigūruoti 4 priešpriešinio diodo modulius, kiekvienas modulis apsaugo 5 eilutes.

4, Atrankos kriterijai: Diferencijuoti parametrų derinimo reikalavimai
Apėjimo diodas: Įtampos varža, srovė ir šiluminis našumas yra pagrindiniai veiksniai
Apėjimo diodų pasirinkimas turi atitikti šiuos parametrų reikalavimus:

Atvirkštinio atsparumo įtampa: ji turi būti didesnė nei 1,5 karto didesnė už komponento atvirosios grandinės įtampą. Pavyzdžiui, jei komponento atvirosios grandinės įtampa yra 45 V, aplinkkelio diodo atvirkštinio atsparumo įtampa turi būti didesnė arba lygi 67,5 V;
Išėjimo srovė: ji turėtų būti didesnė nei 1,2 karto didesnė už komponento trumpojo jungimo srovę. Pavyzdžiui, jei komponento trumpojo jungimo srovė yra 9 A, apėjimo diodo tiesioginė srovė turi būti didesnė arba lygi 10,8 A;
Šiluminė varža ir sankryžos temperatūra: Būtina atsižvelgti į aukštą temperatūrą komponento viduje (dažniausiai 20-30 laipsnių aukštesnę nei aplinkos temperatūra), ir pasirinkti diodus, kurių šiluminė varža yra žema ir sankryžos temperatūra aukšta. Pavyzdžiui, jei komponento vidinė temperatūra gali siekti 85 laipsnius, diodo sandūros temperatūra turi būti didesnė nei 125 laipsniai arba lygi;
Slėgio kritimas: kuo mažesnis slėgio kritimas, tuo mažesni galios nuostoliai. Schottky diodai dažniausiai naudojami mažos-galios komponentuose dėl įtampos kritimo (0,2-0,3 V), o silicio lygintuvų diodai (įtampos kritimas 0,7–1 V) tinka didelės galios komponentams.
Priešpriešinis diodas: Įtampos varža, srovė ir šilumos išsklaidymas yra pagrindiniai
Priešpriešinių diodų pasirinkimas turi atitikti šiuos parametrų reikalavimus:

Atbulinės eigos įtampa: ji turi būti didesnė nei dvigubai didesnė už didžiausią sistemos darbinę įtampą. Pavyzdžiui, jei maksimali sistemos darbinė įtampa yra 1000 V, priešpriešinio diodo atbulinės eigos įtampa turi būti didesnė arba lygi 2000 V;
Priekinė srovė: ji turi būti didesnė nei 1,5 karto didesnė už didžiausią eilutės išėjimo srovę. Pavyzdžiui, jei maksimali tam tikros eilutės išėjimo srovė yra 12A, priešpriešinio diodo tiesioginė srovė turi būti didesnė arba lygi 18A;
Šilumos išsklaidymo dizainas: Būtina atsižvelgti į aukštą temperatūrą kombainerio dėžutės viduje (dažniausiai iki 60-80 laipsnių) ir pasirinkti modulius su maža šilumine varža ir šilumos šalintuvais. Pavyzdžiui, tam tikro priešpriešinio diodo modulio šiluminė varža yra 0,5 laipsnio /W, o tai gali veiksmingai sumažinti sankryžos temperatūrą;
Įtampos kritimas ir energijos suvartojimas: kuo mažesnis įtampos kritimas, tuo didesnis sistemos efektyvumas. Fotovoltinių specialių priešpriešinių diodų modulių įtampos kritimas gali būti net 1,0–1,5 V, todėl energijos suvartojimas sumažėja 20–30%, palyginti su įprastais moduliais (1,5–2 V).
5, Praktinio taikymo atvejis: tipiškas bendradarbiavimo vertės pasireiškimas
1 atvejis: Apėjimo diodų optimizavimas 50 MW fotovoltinėje elektrinėje
Iš pradžių elektrinė buvo suprojektuota su vienu apėjimo diodu kiekvienam komponentui, tačiau vėliau buvo nustatyta, kad galios nuostoliai vis tiek siekė 15%, kai buvo iš dalies užblokuotas. Pritaikius schemą, pagal kurią kiekvienam komponentui naudojami 3 apėjimo diodai, galios nuostoliai sumažinami iki mažiau nei 5%, o metinė energijos gamyba padidėja maždaug 2%. Tuo pačiu metu karšto taško temperatūra sumažėjo nuo 120 laipsnių iki 70 laipsnių, o komponentų gedimo lygis sumažėjo 40%.

2 atvejis: 10 MW fotovoltinės elektrinės modifikavimas priešpriešiniu diodu
Iš pradžių elektrinėje nebuvo įrengti priešpriešiniai diodai, o srovės atbulinis srautas tarp serijų sumažino sistemos efektyvumą 8%, o kasmet įvyksta 3–5 jungčių dėžės perdegimo avarijos. Kombainerinėje dėžėje sumontavus fotovoltinius specifinius anti-reverse diodų modulius, sistemos efektyvumas pagerinamas 5%, jungiamosios dėžutės gedimų procentas sumažinamas iki nulio, o eksploatacijos ir priežiūros kaštai sumažėja 30%.