Apakah parameter yang perlu ditumpukan semasa memilih diod solar?

一, Parameter prestasi elektrik: penunjuk teras yang menentukan kecekapan dan keselamatan tenaga sistem
1. Kejatuhan voltan ke hadapan (Vf) dan kehilangan pengaliran
Penurunan voltan ke hadapan merujuk kepada penurunan voltan diod semasa pengaliran hadapan, yang secara langsung menjejaskan kecekapan penukaran tenaga sistem fotovoltaik. Mengambil tatasusunan fotovoltaik 1000W sebagai contoh, jika diod dengan Vf=0.5V digunakan, kehilangan pengaliran ialah 5W (mengambil kira 0.5% daripada kuasa output); Jika model ultra-kehilangan rendah dengan Vf=0.3V dipilih, kerugian boleh dikurangkan kepada 3W dan penjimatan tenaga tahunan boleh melebihi 20 kWj (dikira berdasarkan purata penjanaan kuasa harian selama 5 jam).

Trend Industri:

Diod silikon karbida (SiC), dengan ciri Vf rendahnya (0.2-0.3V), secara beransur-ansur menggantikan diod berasaskan silikon tradisional dan digunakan secara meluas dalam stesen janakuasa tanah yang besar.
Menurut data daripada pengeluar penyongsang fotovoltaik tertentu, penggunaan diod SiC meningkatkan kecekapan sistem sebanyak 0.8% dan mengurangkan LCOE (kos elektrik meratakan) sebanyak 3.2%.
2. Masa pemulihan terbalik (Trr) dan -kehilangan frekuensi tinggi
Dalam kawalan MPPT (Penjejakan Titik Kuasa Maksimum) tatasusunan fotovoltaik, diod perlu kerap menghidupkan/mematikan keadaan. Masa pemulihan songsang yang panjang boleh menyebabkan peningkatan ketara dalam kehilangan suis dan juga menyebabkan gangguan elektromagnet (EMI). Contohnya, pada frekuensi pensuisan 10kHz, kehilangan diod Trr=100ns adalah 40% lebih tinggi daripada model Trr=50ns.

Cadangan pemilihan:

Keutamaan harus diberikan kepada diod pemulihan pantas (FRD) atau diod pemulihan ultrapantas (SRD) dengan Trr Kurang daripada atau sama dengan 50ns, terutamanya sesuai untuk-aplikasi frekuensi tinggi seperti penyongsang rentetan.
Kajian kes stesen janakuasa fotovoltaik 50MW menunjukkan bahawa dengan mengoptimumkan parameter Trr diod, penjanaan kuasa tahunan sistem boleh ditingkatkan sebanyak 1.2%, yang bersamaan dengan mengurangkan pelepasan karbon sebanyak 800 tan.
3. Voltan kerosakan terbalik (Vbr) dan margin keselamatan
Voltan pecahan terbalik ialah voltan terbalik maksimum yang boleh ditahan oleh diod, yang perlu lebih tinggi daripada voltan litar terbuka (Voc) tatasusunan fotovoltaik dan meninggalkan margin keselamatan. Contohnya, untuk tatasusunan dengan Voc=600V, diod dengan Vbr Lebih besar daripada atau sama dengan 800V harus dipilih untuk menghadapi keadaan operasi yang melampau seperti turun naik voltan dan kilat.

Piawaian industri:

Piawaian IEC 62109 memerlukan diod Vbr mestilah Lebih Besar daripada atau sama dengan 1.25 kali ganda tatasusunan Voc dan mesti lulus ujian kitaran suhu dari -40 darjah ke+85 darjah .
Disebabkan penggunaan diod dengan Vbr yang tidak mencukupi dalam projek fotovoltaik yang diedarkan, 30% daripada komponen telah rosak selepas dipanah petir, mengakibatkan kerugian ekonomi langsung melebihi 500000 yuan.
4. Arus berkadar (Jika) dan reka bentuk terma
Arus undian hendaklah meliputi arus keluaran maksimum tatasusunan fotovoltaik dan mengambil kira faktor pengurangan suhu. Sebagai contoh, dalam persekitaran 50 darjah, arus undian diod perlu dikurangkan sebanyak 20% -30% berbanding 25 darjah. Di samping itu, prestasi pelesapan haba perlu dinilai melalui parameter rintangan haba (R θ JA) untuk mengelakkan kemerosotan prestasi yang disebabkan oleh terlalu panas.

Pelan pengurusan haba:

Dengan menggunakan substrat tembaga atau sink haba untuk mengurangkan rintangan haba, sistem fotovoltaik isi rumah mengoptimumkan reka bentuk pelesapan habanya, mengurangkan suhu simpang diod sebanyak 15 darjah dan memanjangkan jangka hayatnya sebanyak tiga kali.
Adalah disyorkan untuk memilih diod pelekap permukaan dengan R θ JA Kurang daripada atau sama dengan 10 darjah /W, yang sesuai untuk senario penyongsang mikro terhad ruang.
2, Parameter kebolehsuaian alam sekitar: "perisai pelindung" untuk menghadapi keadaan kerja yang melampau
1. Julat suhu kerja (Tj)
Sistem fotovoltaik selalunya menghadapi julat suhu melampau -40 darjah hingga+85 darjah, dan diod perlu mengekalkan prestasi yang stabil dalam julat ini. Sebagai contoh, data yang diukur daripada stesen janakuasa fotovoltaik padang pasir menunjukkan bahawa diod tradisional meningkatkan Vf sebanyak 15% pada suhu tinggi, mengakibatkan kerugian tahunan sebanyak 2.1% dalam penjanaan kuasa; Kehilangan model julat suhu lebar (-55 darjah hingga+175 darjah ) hanya 0.3%.

Inovasi Bahan:

Diod galium nitrida (GaN) ialah pilihan ideal untuk-aplikasi suhu tinggi kerana ciri celah jalur yang tinggi. Selepas menggunakan diod GaN dalam sistem fotovoltaik yang dipasang di kereta tertentu, kecekapan meningkat sebanyak 5% pada 60 darjah .
2. Rintangan sinaran (TID)
Untuk aplikasi fotovoltaik angkasa atau altitud-tinggi, diod perlu mempunyai keupayaan untuk menahan sinaran Dos Pengionan Jumlah (TID). Sebagai contoh, diod gred aeroangkasa perlu lulus ujian sinaran 100krad (Si) untuk memastikan prestasinya tidak merosot dalam tempoh 10 tahun dalam persekitaran angkasa.

Sambungan aplikasi tanah:

Stesen janakuasa fotovoltaik Dataran Tinggi Tibet Qinghai telah mengurangkan kadar pengecilan modul daripada 0.8%/tahun kepada 0.3%/tahun dengan memilih model kalis sinaran, menjana tambahan 12% elektrik sepanjang kitaran hayatnya selama 25 tahun.
3. Tahap perlindungan (IP)
Diod yang dipasang di luar hendaklah kalis debu-dan kalis air, dan IP65 ke atas boleh menahan ribut hujan, pasir dan habuk serta persekitaran keras yang lain. Kajian kes stesen janakuasa fotovoltaik pantai menunjukkan bahawa diod IP67 mempunyai kadar lulus 100% dalam ujian semburan garam, manakala diod IP65 mempunyai kadar kegagalan sebanyak 15%.

3, Indeks kebolehpercayaan: faktor utama yang menentukan kos kitaran hayat sistem
1. Kadar kegagalan (FIT) dan MTBF
Failure In Time (FIT) merujuk kepada bilangan kegagalan yang berlaku setiap 1 bilion jam, dan MTBF (Mean Time Between Failures) adalah timbal baliknya. Contohnya, diod dengan FIT=100 mempunyai MTBF 100000 jam (kira-kira 11.4 tahun), yang jauh lebih tinggi daripada keperluan hayat reka bentuk 25 tahun untuk sistem fotovoltaik.

Data industri:

Mengikut statistik dari pengeluar tertentu, sistem fotovoltaik yang menggunakan diod gred automotif mempunyai kadar kegagalan hanya 0.2% dalam tempoh 5 tahun, manakala model gred industri biasa mempunyai kadar kegagalan 3.5%.
2. Tahap perlindungan ESD
Nyahcas elektrostatik badan manusia (ESD) boleh merosakkan diod, jadi perlu memilih model yang memenuhi HBM (model badan manusia) Lebih besar daripada atau sama dengan 8kV dan CDM (model pengecasan peranti) Lebih besar daripada atau sama dengan keperluan 2kV. Mengikut ujian sebenar pada barisan pengeluaran modul fotovoltaik, kadar kecacatan diod tanpa perlindungan ESD mencapai 5%, manakala model perlindungan hanya 0.1%.

3. Pensijilan dan pematuhan piawaian
Keutamaan harus diberikan kepada produk yang telah lulus pensijilan antarabangsa seperti UL, T Ü V, CE, dsb., untuk memastikan pematuhan dengan peraturan keselamatan seperti IEC 62109 dan IEC 61730. Projek fotovoltaik yang dieksport ke Eropah telah ditahan oleh kastam kerana diod tidak melepasi pensijilan CE, mengakibatkan kerugian penghantaran melebihi 2 juta yuan.

4, Analisis faedah kos: 'peraturan emas' untuk mengimbangi prestasi dan pelaburan
1. Kos perolehan awal berbanding kos kitaran hayat penuh
Walaupun harga unit diod SiC adalah 3-5 kali ganda berbanding model berasaskan silikon, peningkatan kecekapan tenaga boleh mengimbangi kos tambahan. Sebagai contoh, selepas menggunakan diod SiC dalam stesen janakuasa 100MW, pelaburan awal meningkat sebanyak 8 juta yuan, tetapi kos elektrik telah dijimatkan sebanyak 120 juta yuan dalam kitaran hayat 25 tahun, dan IRR (kadar pulangan dalaman) meningkat sebanyak 2.3 mata peratusan.

2. Keseimbangan antara penyeragaman dan penyesuaian
Produk standard boleh mengurangkan kos perolehan dan inventori, tetapi model tersuai boleh memadankan keperluan senario tertentu dengan lebih baik. Sebagai contoh, pengeluar penyongsang mikro tertentu berjaya memasuki pasaran Jepun ruang terhad dengan menyesuaikan diod profil rendah dan memampatkan ketebalan produk daripada 8mm kepada 3mm.

3. Kestabilan rantaian bekalan
Pilih pembekal dengan kapasiti pengeluaran yang mencukupi dan kitaran penghantaran yang singkat untuk mengelakkan kelewatan projek yang disebabkan oleh kekurangan stok. Sebuah syarikat fotovoltaik TOP5 global telah memendekkan kitaran penghantaran daripada 12 minggu kepada 4 minggu dan meningkatkan penggunaan kapasiti tahunan sebanyak 15% dengan mewujudkan perjanjian inventori strategik dengan pengeluar diod.

5, Kes industri: Kebijaksanaan praktikal dalam pemilihan parameter
Kes 1: "Kempen suhu tinggi" untuk Stesen Janakuasa Fotovoltaik Gurun
Sebuah stesen janakuasa padang pasir 500MW di Timur Tengah menghadapi cabaran suhu tinggi 60 darjah . Diod berasaskan silikon tradisional-mengalami peningkatan dalam Vf dan lanjutan Trr pada suhu tinggi, mengakibatkan pengurangan 1.8% dalam kecekapan sistem. Dengan bertukar kepada diod GaN (Vf=0.25V, Trr=30ns), kecekapan meningkat kepada 98.5% dan penjanaan kuasa tahunan meningkat sebanyak 28 juta kWj.

Kes 2: "Revolusi anti-karat" fotovoltan luar pesisir
Projek fotovoltaik luar pesisir Jiangsu Rudong menggunakan diod tahap perlindungan IP68, digabungkan dengan teknologi salutan nano, untuk mencapai kadar kegagalan sifar dalam tempoh 5 tahun dalam persekitaran dengan kepekatan semburan garam melebihi 5 kali paras konvensional, manakala model tradisional mempunyai kadar kegagalan tahunan sebanyak 8%.

Kes 3: Pengoptimuman kos fotovoltaik isi rumah
Sistem fotovoltaik isi rumah tertentu menggunakan diod lekap permukaan dengan Vf=0.3V dan R θ JA=8 darjah /W untuk mengurangkan kos pelesapan haba sebanyak 30% sambil mengekalkan kecekapan, memendekkan tempoh bayaran balik pelaburan sistem kepada 6 tahun.