Bagaimana untuk menentukan sama ada diod dalam sistem tenaga solar rosak?

一, peranan teras dan risiko kesalahan diod dalam sistem tenaga solar
Jenis dan fungsi diod
Bypass Diode: Selari yang disambungkan pada kedua -dua hujung rentetan bateri, menyediakan laluan alternatif untuk semasa apabila beberapa sel bateri terhalang atau gagal, mengelakkan kesan tempat terma (kerosakan kekal pada sel bateri yang disebabkan oleh terlalu panas tempatan).
Anti Reverse Charging Diode: Disambungkan dalam siri antara array photovoltaic dan pengawal, ia menghalang pek bateri daripada melepaskan sebaliknya melalui panel fotovoltaik pada waktu malam atau pada hari -hari hujan, melindungi hayat bateri.
Menyekat Diod: Digunakan dalam pelbagai sistem selari siri untuk mengelakkan arus dari mengalir kembali ke siri kuasa - yang rendah, memastikan operasi bebas setiap siri.
Akibat biasa kerosakan diod
Kesan tempat haba semakin meningkat: Selepas kegagalan diod pintasan, sel -sel bateri yang disekat terus menahan voltan terbalik, dan suhu mungkin meningkat kepada lebih dari 200 darjah, yang membawa kepada penuaan bahan pembungkusan dan juga pencucuhan.
Pengurangan penjanaan kuasa sistem: Litar pintas diod pengisian anti terbalik boleh menyebabkan pek bateri untuk melepaskan diri pada waktu malam, mengakibatkan kehilangan harian sehingga 5% -10% daripada elektrik.
Risiko Kerosakan Peralatan: Menyekat kerosakan diod boleh menyebabkan peredaran rentetan antara, penyambung pembakaran atau kabel.
2, manifestasi visual dan penghakiman awal kerosakan diod
1. Pengesanan Abnormality Rupa
Tanda hakisan: Permukaan diod normal licin, tetapi selepas kerosakan, tanda terbakar hitam, retak, atau pencairan pin mungkin muncul (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1). Sebagai contoh, sistem photovoltaic 5kW mengalami tanda karbonisasi pada penyambung kerana pecahan diod pintasan.
Pembungkusan Pembungkusan: Suhu tinggi menyebabkan pengembangan resin epoksi atau pembungkusan plastik, biasanya dilihat dalam jangka panjang - terma beban atau senario litar pintas.
Perubahan Warna: Diod bahan silikon akan berubah dari hitam ke putih kelabu pada suhu tinggi, yang boleh dikenalpasti dengan membandingkan komponen dari kumpulan yang sama.
2 Keabnormalan prestasi sistem
Voltan rentetan tidak seimbang: Gunakan multimeter untuk mengukur voltan litar terbuka setiap rentetan. Jika voltan satu rentetan jauh lebih rendah daripada rentetan lain (seperti lebih daripada 10% lebih rendah daripada nilai undian), ia mungkin disebabkan oleh kegagalan pengaliran diod pintasan.
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), ia menunjukkan bahawa diod pengecasan anti terbalik adalah litar pintas.
Pemanasan yang tidak normal: Peranti pengimejan haba inframerah mengesan suhu permukaan diod. Suhu operasi biasa harus di bawah 85 darjah. Jika suhu tempatan melebihi 120 darjah, mesin harus dihentikan segera untuk pemeriksaan.
3, kaedah pengesanan profesional untuk kerosakan diod
1 pengesanan luar talian (kegagalan kuasa sistem)
Ujian Drop Tekanan Positif:
Tetapkan multimeter ke mod diod (atau mod 2v DC).
Sambungkan tiang positif ke anod diod dan tiang negatif ke katod, dan rekod penurunan voltan ke hadapan (VF).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V atau memaparkan OL (litar terbuka), ia menunjukkan bahawa diod adalah litar terbuka; Jika vf<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Ujian semasa kebocoran terbalik:
Gunakan multimeter ketepatan - tinggi (seperti Fluke 87V) dalam julat μ.
Sambungkan sambungkan diod (dengan tiang positif yang disambungkan ke katod dan tiang negatif yang disambungkan ke anod) dan gunakan voltan terbalik (seperti 20V).
Arus kebocoran terbalik biasa diod hendaklah kurang daripada 1 μ A. Jika ia lebih besar daripada 10 μ A, ia menunjukkan penurunan prestasi penebat.
2 pengesanan dalam talian (sistem bertenaga)
Pemantauan Semasa Dinamik:
Gunakan osiloskop untuk menangkap bentuk gelombang voltan merentasi diod.
Diod pintasan biasa berada dalam keadaan cutoff terbalik apabila rentetan adalah normal, dan voltan hampir dengan voltan litar terbuka rentetan; Apabila rentetan terhalang, diod menjalankan ke arah hadapan dan voltan jatuh ke sekitar VF.
Sekiranya bentuk gelombang menunjukkan pengaliran berterusan ke hadapan atau turun naik kebocoran semasa, ia menunjukkan drift parameter diod.
Posisi Pengimejan Thermal Inframerah:
Imbas kawasan diod dengan pengimejan haba inframerah apabila terdapat cahaya matahari yang mencukupi.
Suhu diod biasa harus dekat dengan komponen sekitarnya. Sekiranya suhu tempatan lebih tinggi daripada 20 darjah, ia boleh menyebabkan terlalu panas disebabkan oleh peningkatan pengaliran.
4, Analisis Sebab Akar dan Langkah Pencegahan Kerosakan Diod
1 penyebab kerosakan biasa
Lonjakan overvoltage: Kilat serangan atau turun naik grid menyebabkan voltan terbalik diod melebihi nilai yang diberi nilai (seperti ketika VRRM 1N4007 adalah 1000V, margin 20% diperlukan untuk kegunaan sebenar).
Overcurrent dan overheating: Pencocokan rentetan yang tidak betul menyebabkan beberapa diod membawa arus yang berlebihan untuk masa yang lama (seperti ketika arus reka bentuk adalah 10a, tetapi ia sebenarnya mengalir 15a).
Kecacatan pembuatan: Pematerian maya atau retak cip dalam lapisan metallization dalaman diod, yang sukar untuk dikesan pada peringkat awal dan secara beransur -ansur gagal selepas operasi.
Kakisan Alam Sekitar: Di kawasan kelembapan pantai atau tinggi, pengoksidaan pin diod membawa kepada peningkatan rintangan hubungan dan penuaan dipercepatkan akibat kenaikan suhu tempatan.
2 strategi pencegahan dan penyelenggaraan
Pengoptimuman Pemilihan:
Arus yang diberi nilai diod pintasan hendaklah lebih besar daripada atau sama dengan 1.25 kali pendek litar - arus rentetan, dan voltan terbalik harus lebih besar daripada atau sama dengan 1.5 kali voltan maksimum sistem.
Diod pengisian anti terbalik harus dipilih sebagai jenis VF yang rendah (seperti SB5100, VF =0.45 V) untuk mengurangkan penggunaan kuasa malam.
Spesifikasi Pemasangan:
Panjang dawai penyambung antara diod dan rentetan bateri hendaklah kurang daripada 30cm untuk mengurangkan induktansi parasit.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2w/m · k) untuk memastikan rintangan terma<1 ℃/W.
Ujian biasa:
Mengimbas diod utama dengan pengimejan haba inframerah setiap suku tahun dan menubuhkan rekod suhu.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% atau kebocoran arus melebihi standard.
5, Kajian Kes: Penyelesaian Masalah Kesalahan Diod dalam Sistem Photovoltaic 10kW
1. Fenomena kesalahan
Selepas 3 tahun operasi sistem, penjanaan kuasa menurun sebanyak 15% berbanding tempoh yang sama, dan voltan pek bateri malam turun dari 51.2V hingga 49.8V.

2. Proses penyiasatan
Pemeriksaan penampilan: Telah didapati bahawa pembungkusan diod pintasan dalam String 2 sedikit membonjol, dan terdapat tanda pengoksidaan pada pin.
Ujian Luar Talian:
Ujian drop voltan ke hadapan menunjukkan VF =1.2 V (nilai normal 0.6V), menunjukkan peningkatan pada rintangan.
Ujian semasa kebocoran terbalik ialah 5 μ A (nilai normal<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Pengesahan Tahap Sistem:
Selepas menggantikan diod yang rosak, voltan rentetan 2 kembali ke tahap yang sama seperti rentetan lain (36.5V).
Pada waktu malam, voltan pek bateri kekal stabil pada 51.0V, dan penjanaan kuasa meningkat kepada 98% daripada nilai reka bentuk.
Analisis punca utama
Pemilihan yang tidak betul: arus yang dinilai asal diod adalah 8a, tetapi arus litar sebenar - rentetan mencapai 10a, yang mempercepatkan penuaan kerana jangka panjang - overload.
Pelepasan haba yang tidak mencukupi: Tiada sinki haba dipasang, suhu simpang diod melebihi 125 darjah untuk masa yang lama.