Mitä eroa on ohitusdiodilla ja anti-reverse-diodilla?

1, Toimintaperiaate: Yksisuuntaisen johtavuuden eriytetty soveltaminen
Ohitusdiodi: aktiivinen hot spot -efektin puolustaja
Ohitusdiodi on kytketty käänteisesti yhdensuuntaisesti aurinkosähkömoduulin molempien päiden kanssa hyödyntäen diodin yksisuuntaista johtavuutta lämpöpistesuojauksen saavuttamiseksi. Kun komponentin lähtöjännite laskee paikallisen tukoksen, toimintahäiriön tai ikääntymisen vuoksi, diodi johtaa eteenpäin, oikosulkeen viallisen komponentin ja sallien virran ohittaa ongelma-alueen. Esimerkiksi tietty aurinkosähkömoduuli koostuu 36 sarjaan kytketystä aurinkokennosta. Jos jompikumpi niistä ei pysty tuottamaan sähköä varjostuksen vuoksi, sen ekvivalenttiresistanssi kasvaa yhtäkkiä ja sarjapiirin kokonaisjännite keskittyy kyseiseen kennoon, mikä johtaa korkean lämpötilan-lämpöpisteisiin. Tässä vaiheessa rinnakkaisohitusdiodi johtaa, ohittaen viallisen akkukennon estääkseen sitä muodostumasta kuormitukseksi ja kuluttamasta energiaa muista normaaleista akkukennoista. Samalla se estää pakkausmateriaalin muodonmuutosta tai akkukennon halkeilua komponenttien liiallisesta lämpötilasta johtuen.

Vastasuuntainen diodi: passiivinen virran takaisinvirtauksen esto
Vastasuuntaiset diodit on kytketty sarjaan aurinkosähköjonojen tai DC-yhdistimen laatikoiden kanssa, mikä hyödyntää yksisuuntaista johtavuutta estämään käänteisen virran kulkua. Sen ydintoimintoihin kuuluvat:

Akun takaisinvirtauksen esto: Riippumattomassa aurinkosähköjärjestelmässä, kun komponentit eivät tuota sähköä yöllä, käänteisdiodi voi estää akun virran käänteisen virtauksen komponentteihin välttäen komponenttien kuumenemisen ja vaurioitumisen;
Vastavuoroinen injektiomerkkijono: Jos haaran lähtöjännite laskee rinnakkaisissa sarjoissa varjojen tai vikojen vuoksi, vastasuuntainen diodi voi estää virran virtaamisen suurjännitehaarasta takaisin pienjännitehaaran, mikä estää kokonaislähtöjännitettä putoamasta. Esimerkiksi aurinkosähkövoimala sisältää 10 merkkijonoa. Jos yhden merkkijonon lähtöjännite laskee lumipeitteen vuoksi eikä vastasuuntaista diodia ole asennettu, muiden merkkijonojen virrat muodostavat kiertovirran viallisen merkkijonon läpi, mikä johtaa järjestelmän tehokkuuden heikkenemiseen. Vastasuuntaisten diodien asennuksen jälkeen viallinen merkkijono erotetaan ja järjestelmän lähtöjännite pysyy vakaana.
2, Ydintehtävä: Eriytetty työnjako toiminnalliseen paikannukseen
Ohitusdiodi: kaksinkertainen tehokkuuden ja turvallisuuden takuu
Ohitusdiodien ydinarvo on järjestelmän sähköntuotannon tehokkuuden ja komponenttien turvallisuuden ylläpitäminen. Kokeelliset tiedot osoittavat, että komponentit, joissa ei ole ohitusdiodeja, voivat vähentää lähtötehoa 30–50 %, kun ne ovat osittain tukkeutuneita, ja kuumapisteen lämpötila voi nousta yli 150 asteeseen, mikä uhkaa vakavasti komponenttien käyttöikää; Ohitusdiodin konfiguroinnin jälkeen tehohäviö voidaan säätää 5 %:n sisällä ja hot spot -lämpötila voidaan laskea alle 80 asteeseen. Lisäksi ohitusdiodit voivat vähentää komponenttivioista johtuvia järjestelmän seisokkeja ja parantaa toiminnan tehokkuutta.

Vastasuuntainen diodi: järjestelmän vakauden kulmakivi
Vastasuuntaisten diodien ydintehtävä on ylläpitää järjestelmän jännitteen vakautta ja energiankäyttötehokkuutta. Suurissa aurinkosähkövoimaloissa johteiden väliset jännite-erot voivat aiheuttaa virran takaisinvirtauksen, mikä johtaa seuraaviin ongelmiin:

Energiahäviö: Käänteinen virta kuluttaa tehokasta sähköntuotantoa, mikä vähentää järjestelmän kokonaistehokkuutta;
Laitevauriot: Pitkäaikainen käänteinen virta voi aiheuttaa komponenttien kuumenemisen, kytkentärasian palamisen ja jopa tulipalon;
Valvontavika: Nykyinen takaisinvirtaus voi häiritä valvontajärjestelmän tarkkaa arviointia komponenttien tilasta, mikä vaikeuttaa käyttöä ja huoltoa.
Asentamalla vastasuuntaisia ​​diodeja käänteisvirta voidaan estää tehokkaasti, mikä varmistaa, että järjestelmän jännite pysyy vakaana suunnittelualueella ja parantaa energiansiirron tehokkuutta ja laitteiden luotettavuutta.
3, Asennuspaikka: Piiritopologian eriytetty asettelu
Ohitusdiodi: komponenttitason suojaus
Ohitusdiodi on yleensä rakennettu aurinkosähkömoduulin kytkentärasiaan ja kytketty käänteisesti rinnan akun kanssa. Komponenttisuunnittelusta riippuen jokainen komponentti voidaan konfiguroida 1-3 ohitusdiodilla. Esimerkiksi 60 akkukennon komponentti voi käyttää kahta ohitusdiodia, joista kukin diodi suojaa 30 akkukennoa; Jos käytetään 3 diodia, jokainen suojaava 20 akkukennoa voi eristää vikaalueen tarkemmin ja vähentää normaalien akkukennojen tehohäviötä.

Vastasuuntainen diodi: järjestelmätason suojaus
Vastasuuntaiset diodit asennetaan yleensä DC-yhdistimen laatikoiden tai invertterien tuloon, jotka on kytketty sarjaan merkkijonon lähtöpiiriin. Suurissa voimalaitoksissa jokainen merkkijonolähtöliitin voidaan varustaa yhdellä vastasuuntaisella diodilla; Yhdistimessä useat kielet voivat jakaa yhden vastasuuntaisen diodimoduulin lähentymisen jälkeen kustannusten ja tilankäytön vähentämiseksi. Esimerkiksi 1 MW:n aurinkosähkövoimala sisältää 20 50kW merkkijonoa, ja yhdistäjälaatikkoon voidaan konfiguroida 4 vastasuuntaista diodimoduulia, joista jokainen suojaa 5 merkkijonoa.

4, Valintakriteerit: Eriytetyt vaatimukset parametrien sovitukselle
Ohitusdiodi: Jännitevastus, virta ja lämpöteho ovat avaintekijöitä
Ohitusdiodien valinnan on täytettävä seuraavat parametrivaatimukset:

Käänteinen vastustusjännite: Sen on oltava suurempi kuin 1,5 kertaa komponentin avoimen piirin jännite. Esimerkiksi, jos komponentin avoimen piirin jännite on 45 V, ohitusdiodin vastakestävyysjännitteen on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 67,5 V;
Myötävirta: Sen tulee olla suurempi kuin 1,2 kertaa komponentin oikosulkuvirta{1}}. Jos esimerkiksi komponentin oikosulkuvirta-on 9 A, ohitusdiodin myötäsuuntaisen virran on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 10,8 A;
Lämmönvastus ja liitoslämpötila: On tarpeen ottaa huomioon komponentin sisällä oleva korkea lämpötila (yleensä 20-30 astetta korkeampi kuin ympäristön lämpötila) ja valita diodit, joilla on alhainen lämpövastus ja korkea liitoslämpötila. Jos esimerkiksi komponentin sisälämpötila voi saavuttaa 85 astetta, diodiliitoksen lämpötilan on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 125 astetta;
Painehäviö: Mitä pienempi painehäviö, sitä pienempi tehohäviö. Schottky-diodeja käytetään yleisesti pienitehoisissa komponenteissa jännitehäviön (0,2-0,3 V) vuoksi, kun taas piitasasuuntaajadiodit (jännitehäviö 0,7-1 V) sopivat suuritehoisille komponenteille.
Käänteinen vastadiodi: Jännitevastus, virta ja lämmönpoisto ovat ydin
Vastasuuntaisten diodien valinnan on täytettävä seuraavat parametrivaatimukset:

Käänteinen vastustusjännite: Sen on oltava suurempi kuin kaksi kertaa järjestelmän suurin käyttöjännite. Esimerkiksi jos järjestelmän suurin käyttöjännite on 1000V, vastasuuntaisen diodin käänteisen vastustuskyvyn jännitteen on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 2000V;
Myötävirta: Sen on oltava suurempi kuin 1,5 kertaa merkkijonon suurin lähtövirta. Esimerkiksi, jos tietyn merkkijonon suurin lähtövirta on 12A, vastasuuntaisen diodin myötävirran on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 18A;
Lämmönpoiston suunnittelu: On tarpeen ottaa huomioon yhdistelmäkotelon sisällä oleva korkea lämpötila (yleensä jopa 60-80 astetta) ja valita moduulit, joilla on alhainen lämpövastus ja jäähdytyselementit. Esimerkiksi tietyn vastasuuntaisen diodimoduulin lämpövastus on 0,5 astetta /W, mikä voi tehokkaasti alentaa liitoslämpötilaa;
Jännitteen pudotus ja virrankulutus: Mitä pienempi jännitehäviö, sitä korkeampi järjestelmän hyötysuhde. Aurinkosähköisten anti-kääntödiodimoduulien jännitehäviö voi olla niinkin alhainen kuin 1,0–1,5 V, mikä vähentää virrankulutusta 20–30 % tavallisiin moduuleihin (1,5–2 V) verrattuna.
5, Käytännön sovellustapaus: tyypillinen yhteistyöarvon ilmentymä
Tapaus 1: Ohitusdiodien optimointi 50 MW:n aurinkosähkövoimalassa
Voimalaitoksessa suunniteltiin alun perin yksi ohitusdiodi komponenttia kohden, mutta myöhemmin havaittiin, että tehohäviö oli edelleen 15 %, kun se oli osittain tukkeutunut. Ottamalla käyttöön järjestelmän, jossa käytetään 3 ohitusdiodia komponenttia kohden, tehohäviö pienenee alle 5 %:iin ja vuotuinen sähköntuotanto kasvaa noin 2 %. Samaan aikaan kuuman pisteen lämpötila laski 120 astetta 70 asteeseen ja komponenttien vikaprosentti laski 40 %.

Tapaus 2: 10 MW:n aurinkosähkövoimalaitoksen jälkiasennus kääntödiodilla
Voimalaitoksessa ei alun perin ollut käänteisiä diodeja, ja sarjojen välinen virran takaisinvirtaus johti 8 %:n järjestelmän tehokkuuden heikkenemiseen ja 3-5 kytkentärasian palamisonnettomuutta tapahtuu vuosittain. Asentamalla aurinkosähkökohtaisia ​​vastasuuntaisia ​​diodimoduuleja yhdysrasiaan, järjestelmän tehokkuus paranee 5 %, kytkentärasian vikojen määrä vähenee nollaan ja käyttö- ja ylläpitokustannukset pienenevät 30 %.