Kuinka selvittää, ovatko aurinkoenergiajärjestelmän diodit vaurioituneet?

一, Diodien ydinrooli ja vikariski aurinkoenergiajärjestelmissä
Diodien tyypit ja toiminnot
Ohitusdiodi: kytketty rinnan akkusarjan molempiin päihin, mikä tarjoaa vaihtoehtoisen virran reitin, kun jotkin akkukennot ovat tukossa tai vioittuneet, välttäen lämpöpistevaikutuksen (paikallisen ylikuumenemisen aiheuttama pysyvä vaurio akkukennoissa).
Käänteisen latauksen vastainen diodi: Kytketty sarjaan aurinkosähköjärjestelmän ja ohjaimen väliin, se estää akkua purkamasta päinvastoin aurinkosähköpaneelin kautta yöllä tai sateisina päivinä, mikä suojaa akun käyttöikää.
Estodiodi: käytetään useissa sarjassa rinnakkaisissa järjestelmissä estämään virran palautuminen pienitehoisiin sarjoihin, mikä varmistaa kunkin sarjan itsenäisen toiminnan.
Diodivaurioiden tyypillisiä seurauksia
Lämpöpistevaikutus voimistuu: Ohitusdiodin vian jälkeen tukkeutuneet akkukennot kestävät edelleen käänteistä jännitettä ja lämpötila voi nousta yli 200 asteeseen, mikä johtaa pakkausmateriaalin vanhenemiseen ja jopa syttymiseen.
Järjestelmän tehontuotannon väheneminen: Käänteisen latausdiodin oikosulku voi saada akun purkautumaan itsestään yöllä, mikä johtaa jopa 5–10 % päivittäiseen sähköhäviöön.
Laitteen vaurioitumisvaara: Estodiodin rikkoutuminen voi aiheuttaa kiertokulkua ketjujen välillä, polttaa liittimiä tai kaapeleita.
2, Visuaalinen ilmentymä ja alustava arvio diodivaurioista
1. Ulkonäön poikkeavuuden tunnistus
Eroosiojäljet: Normaalin diodin pinta on sileä, mutta vaurion jälkeen voi näkyä mustia palamisjälkiä, halkeamia tai neulan sulamista (kuten kuvassa 1). Esimerkiksi 5 kW:n aurinkosähköjärjestelmässä havaittiin hiiltymisjälkiä liittimessä ohitusdiodin rikkoutumisesta johtuen.
Pakkauksen muodonmuutos: Korkea lämpötila aiheuttaa epoksihartsi- tai muovipakkausten laajenemista, mikä näkyy yleensä pitkäaikaisissa ylikuormitus- tai oikosulkutilanteissa.
Värinmuutos: Piimateriaalista valmistetut diodit muuttuvat mustista harmaavalkoisiksi korkeissa lämpötiloissa, mikä voidaan tunnistaa vertaamalla saman erän komponentteja.
2 Järjestelmän toimintahäiriöt
Epätasapainoinen merkkijonojännite: Käytä yleismittaria mittaamaan jokaisen merkkijonon avoimen piirin jännite. Jos yhden merkkijonon jännite on huomattavasti pienempi kuin muiden merkkijonojen (esimerkiksi yli 10 % pienempi kuin nimellisarvo), se voi johtua ohitusdiodin johtavuuden epäonnistumisesta.
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), se osoittaa, että käänteisen latauksen vastainen diodi on oikosulussa.
Epänormaali kuumennus: Infrapunalämpökuvauslaite havaitsee diodin pintalämpötilan. Normaalin käyttölämpötilan tulee olla alle 85 astetta. Jos paikallinen lämpötila ylittää 120 astetta, kone on pysäytettävä välittömästi tarkastusta varten.
3, Ammattimaiset tunnistusmenetelmät diodivaurioille
1 Offline-tunnistus (järjestelmän virtakatkos)
Positiivisen paineenpudotuksen testi:
Aseta yleismittari dioditilaan (tai 2V DC-tilaan).
Yhdistä positiivinen napa diodin anodiin ja negatiivinen napa katodiin ja kirjaa lähtöjännitehäviö (VF).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V tai näyttää OL (avoin piiri), se osoittaa, että diodi on avoin piiri; Jos VF<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Käänteinen vuotovirran testi:
Käytä erittäin{0}}tarkkaa yleismittaria (kuten Fluke 87V) μ A -alueella.
Kytke diodi käänteisesti (positiivinen napa kytkettynä katodiin ja negatiivinen napa anodiin) ja kytke käänteinen jännite (kuten 20 V).
Diodin normaalin käänteisvuotovirran tulee olla alle 1 μA. Jos se on suurempi kuin 10 μA, se tarkoittaa eristyskyvyn heikkenemistä.
2 Online-tunnistus (järjestelmä päällä)
Dynaaminen virran valvonta:
Käytä oskilloskooppia sieppaamaan jänniteaaltomuoto diodin yli.
Normaali ohitusdiodi on käänteisessä katkaisutilassa, kun merkkijono on normaali ja jännite on lähellä merkkijonon avoimen piirin jännitettä; Kun merkkijono on tukkeutunut, diodi johtaa eteenpäin ja jännite putoaa VF:n ympärille.
Jos aaltomuodossa näkyy jatkuvaa eteenpäin johtavaa tai käänteistä vuotovirran vaihtelua, se ilmaisee diodiparametrien siirtymää.
Infrapunalämpökuvauspaikannus:
Skannaa diodialue infrapunalämpökameralla, kun auringonvaloa on riittävästi.
Normaalin diodin lämpötilan tulee olla lähellä ympäröiviä komponentteja. Jos paikallinen lämpötila on yli 20 astetta, se voi aiheuttaa ylikuumenemista lisääntyneen johtavuushäviön vuoksi.
4, Diodivaurioiden perussyyanalyysi ja ennaltaehkäisevät toimenpiteet
1 Yleisiä vaurioiden syitä
Ylijänniteylijännite: Salamaniskut tai verkon heilahtelut aiheuttavat diodin käänteisjännitteen ylittävän nimellisarvon (kuten kun 1N4007:n VRRM on 1000 V, todelliseen käyttöön vaaditaan 20 % marginaali).
Ylivirta ja ylikuumeneminen: Virheellinen merkkijonojen sovitus saa jotkin diodit kuljettamaan liiallista virtaa pitkään (kuten kun suunniteltu virta on 10 A, mutta se virtaa itse asiassa 15 A).
Valmistusvirheet: virtuaaliset juotos- tai siruhalkeamat diodin sisäisessä metallointikerroksessa, joita on vaikea havaita alkuvaiheessa ja jotka epäonnistuvat vähitellen käytön jälkeen.
Ympäristön aiheuttama korroosio: Rannikkoalueilla tai korkean kosteuden alueilla diodinapojen hapettuminen johtaa lisääntyneeseen kosketusvastukseen ja kiihtyneeseen ikääntymiseen paikallisen lämpötilan nousun vuoksi.
2 Ennaltaehkäisy- ja ylläpitostrategiat
Valinnan optimointi:
Ohitusdiodin nimellisvirran tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 1,25 kertaa merkkijonon oikosulkuvirta, ja käänteisjännitteen tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 1,5 kertaa järjestelmän maksimijännite.
Käänteisen latauksen vastainen diodi tulee valita matalan VF-tyypin tyypiksi (kuten SB5100, VF=0.45V), jotta yöaikaan virrankulutus pienenee.
Asennustiedot:
Diodin ja akkunauhan välisen liitäntäjohdon pituuden tulee olla alle 30 cm loisinduktanssin vähentämiseksi.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2W/m · K) lämmönkestävyyden varmistamiseksi<1 ℃/W.
Säännöllinen testaus:
Skannaa näppäindiodit infrapunalämpökameralla neljännesvuosittain ja tee lämpötilaennätyksiä.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10 % tai vuotovirta ylittää standardin.
5, Tapaustutkimus: Diodivikojen vianetsintä 10 kW:n aurinkosähköjärjestelmässä
1. Vikailmiö
Kolmen vuoden järjestelmän käytön jälkeen sähköntuotanto väheni 15 % verrattuna samaan ajanjaksoon, ja yöaikaan akun jännite putosi 51,2 V:sta 49,8 V:iin.

2. Tutkintaprosessi
Ulkonäkötarkastus: Todettiin, että jonon 2 ohitusdiodin pakkaus oli hieman pullistunut ja nastoissa oli hapettumisjälkiä.
Offline-testaus:
Myötäjännitehäviötesti näyttää VF=1.2V (normaaliarvo 0,6 V), mikä osoittaa resistanssin lisääntymisen.
Käänteinen vuotovirtatesti on 5 μ A (normaali arvo<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Järjestelmätason vahvistus:
Viallisen diodin vaihdon jälkeen merkkijonon 2 jännite palasi samalle tasolle kuin muiden merkkijonojen (36,5V).
Yöllä akun jännite pysyi vakaana 51,0 V:ssa ja sähköntuotanto nousi 98 prosenttiin suunnitteluarvosta.
Perussyyanalyysi
Väärä valinta: Diodin alkuperäinen nimellisvirta oli 8 A, mutta merkkijonon todellinen oikosulkuvirta saavutti 10 A, mikä kiihdytti ikääntymistä pitkäaikaisen ylikuormituksen vuoksi.
Riittämätön lämmönpoisto: Jäähdytyselementtiä ei ole asennettu, diodiliitoksen lämpötila ylittää 125 astetta pitkään.