Mengapa panel solar memerlukan diod pintasan?

一, kesan tempat panas: 'pembunuh yang tidak dapat dilihat' sistem fotovoltaik
1. Mekanisme Pembentukan Kesan Tempat Panas
Apabila satu atau sekumpulan sel solar dalam panel solar tidak dapat menjana elektrik kerana halangan (seperti daun, kotoran burung, bayang -bayang bangunan), pencemaran, atau kerosakan, rintangan dalamannya akan meningkat dengan ketara, menjadi "beban" dalam litar siri. Pada ketika ini, arus yang dihasilkan oleh sel -sel bateri yang berfungsi biasanya berfungsi akan terus melalui kawasan yang rosak, menyebabkan suhu tempatan meningkat dengan cepat melebihi 200 darjah, membentuk "tempat panas". Suhu tinggi ini bukan sahaja mempercepatkan penuaan bahan sel bateri, tetapi juga boleh menyebabkan komponen seperti kotak simpang dan backplates terbakar, dan juga membawa kepada kebakaran.
2. Reaksi rantai kesan panas
Kehilangan kuasa: Kecekapan penjanaan kuasa sel solar di kawasan tempat panas dikurangkan menjadi sifar, dan ia akan menggunakan tenaga sel solar normal yang lain, mengakibatkan penurunan 10% -30% dalam kuasa output keseluruhan komponen.
Degradasi Bahan: Suhu tinggi menyebabkan penguraian filem EVA, backplate, dan bahan lain, melepaskan gas berbahaya dan memendekkan jangka hayat komponen.
Risiko Kemalangan Sistem: Di loji kuasa fotovoltaik yang besar, kesan tempat panas boleh menyebabkan kegagalan cascading, yang membawa kepada penutupan keseluruhan array.
2, Bypass Diode: Penyelesaian Terbaik untuk Kesan Tempat Panas
1. Prinsip Kerja: "Shunt Pintar" untuk semasa
Diod pintasan biasanya disambungkan dalam selari terbalik di kedua -dua hujung rentetan bateri, dan fungsi terasnya adalah untuk mencapai penukaran pintar laluan semasa melalui pengaliran dan pemotongan dinamik:
Keadaan kerja biasa: Apabila semua sel bateri menjana elektrik secara normal, diod berada dalam keadaan cutoff terbalik dan tidak memberi kesan kepada litar.
KESALAHAN KESALAHAN: Apabila satu siri sel bateri terhalang atau rosak, menyebabkan voltan bias terbalik melebihi ambang, diod menjalankan ke arah hadapan, litar pintas kawasan kesalahan dan menyebabkan arus memintas sel -sel bateri yang rosak dan mengalir ke beban melalui diod.
Keadaan pemulihan: Selepas halangan dikeluarkan atau kesalahan dihapuskan, diod secara automatik kembali ke keadaan cutoff, dan komponen menyambung semula penjanaan kuasa biasa.
2. Parameter Teknikal Utama
Voltan pengaliran ke hadapan: Oleh kerana ciri-ciri hubungan separuh emas, voltan pengaliran diod Schottky dikurangkan kepada 0.2-0.4V, jauh lebih rendah daripada 0.6-0.8V diod simpang PN, yang dapat mengurangkan pemanasan diri dengan ketara.
Voltan kerosakan terbalik: Ia perlu lebih besar daripada 1.2 kali voltan litar terbuka rentetan bateri untuk mengelakkan pecahan voltan tinggi -.
Koefisien rintangan terma: Reka bentuk rintangan terma yang rendah (seperti pembungkusan seramik) dapat mempercepatkan pelesapan haba dan mengelakkan kegagalan diod akibat suhu tinggi.
Kelajuan tindak balas: Masa tindak balas beralih diod Schottky kurang daripada 10Ns, yang dapat dengan cepat bertindak balas terhadap kesan sementara terma.
3. Senario aplikasi biasa
Sistem fotovoltaik bumbung: halangan yang kerap disebabkan oleh daun, salji, dan lain -lain, diod pintasan boleh menghalang halangan tempatan daripada menyebabkan keseluruhan rentetan bateri gagal.
Stesen Kuasa Photovoltaic Pertanian: Pertumbuhan tanaman boleh menghalang panel solar, dan diod dapat mengekalkan kesinambungan penjanaan kuasa.
Stesen Kuasa Photovoltaic Desert: Pengumpulan habuk dengan mudah boleh menyebabkan bintik -bintik panas, dan diod dapat melindungi komponen dari kerosakan suhu tinggi.
3, Piawaian Industri dan Piawaian Ujian: Memastikan kebolehpercayaan diod pintasan
1. Sistem standard antarabangsa
IEC 62979: 2017: Mendefinisikan "Ujian Runaway Thermal" untuk diod pintasan, yang memerlukan diod untuk menahan 1.25 kali litar pendek - selama 1 jam dalam persekitaran suhu tinggi 90 darjah, dan kemudian beralih ke arah bias sebaliknya untuk memastikan bahawa suhu runcit tidak terus meningkat.
IEC 61215: Adalah ditetapkan bahawa diod mesti menjalani ujian penyesuaian alam sekitar seperti "ujian pembekuan basah" dan "ujian berbasikal termal" untuk mengesahkan kebolehpercayaan mereka pada suhu yang melampau dari -40 darjah ke darjah +85.
2. Mod kegagalan dan langkah perlindungan
Alasan kegagalan: Pecahan diod yang disebabkan oleh suhu tinggi dan arus yang tinggi, pelarian haba yang disebabkan oleh arus kebocoran terbalik, dan detasmen sendi pateri yang disebabkan oleh tekanan mekanikal.
Rancangan Perlindungan:
Reka bentuk yang berlebihan: Diod sandaran selari disambungkan dalam kotak persimpangan, yang secara automatik beralih apabila diod utama gagal.
Pemantauan Pintar: Pemantauan masa sebenar suhu simpang diod melalui sensor suhu, mencetuskan amaran atau gangguan kuasa automatik.
Peningkatan Bahan: Menggunakan diod silikon karbida (sic), rintangan suhu telah meningkat hingga lebih dari 200 darjah, dan jangka hayat telah dilanjutkan hingga 20 tahun.
4, Trend Pasar: Dari Perlindungan Pasif ke Pengoptimuman Aktif
1. Pertumbuhan letupan dalam permintaan
Menurut ramalan industri, permintaan global untuk diod pintasan fotovoltaik dijangka mencapai 3.6 bilion unit menjelang 2025 dan melebihi 4 bilion unit menjelang 2026. Sebagai pengeluar modul fotovoltaik terbesar di dunia.
2. Arah lelaran teknikal
Diod Rekonstruksi Pintar: Dikawal oleh MCU, secara dinamik menyesuaikan ambang konduksi diod untuk mengoptimumkan kecekapan penjanaan kuasa di bawah keadaan perisai.
Reka bentuk bersepadu: Mengintegrasikan diod dengan kotak simpang dan penyambung untuk mengurangkan jumlah komponen dan kos.
Proses Percuma Memimpin: Mematuhi piawaian ROHS, mengurangkan risiko pencemaran alam sekitar.
3. Analisis manfaat kos
Mengambil stesen kuasa fotovoltaik 100MW sebagai contoh, mengkonfigurasi diod pintasan dapat mengurangkan kerugian kuasa yang disebabkan oleh bintik terma dari 15% hingga di bawah 3%, meningkatkan penjanaan kuasa tahunan sebanyak kira-kira 12 juta kWh, dan mempunyai tempoh bayaran balik hanya 2-3 tahun.