Aký je rozdiel medzi bypass diódou a antireverznou diódou?

1, Pracovný princíp: Diferencovaná aplikácia jednosmernej vodivosti
Bypass dióda: aktívny obranca efektu horúceho bodu
Premosťovacia dióda je pripojená opačne paralelne k obom koncom fotovoltaického modulu, pričom sa využíva jednosmerná vodivosť diódy na dosiahnutie tepelnej bodovej ochrany. Keď výstupné napätie komponentu klesá v dôsledku lokálnej prekážky, poruchy alebo starnutia, dióda vedie v smere dopredu, skratuje chybný komponent a umožňuje prúdu obísť problémovú oblasť. Napríklad určitý fotovoltaický modul sa skladá z 36 solárnych článkov zapojených do série. Ak jeden z nich nemôže generovať elektrinu v dôsledku tienenia, jeho ekvivalentný odpor sa náhle zvýši a celkové napätie sériového obvodu sa sústredí na tento článok, čo vedie k vzniku tepelných škvŕn s vysokou-teplotou. V tomto bode vedie paralelná bypass dióda, ktorá obchádza chybný článok batérie, aby sa z neho nestala záťaž a spotrebováva energiu z iných normálnych článkov batérie. Zároveň zabraňuje deformácii obalového materiálu či prasknutiu článku batérie v dôsledku nadmernej teploty komponentov.

Antireverzná dióda: pasívny blokátor spätného toku prúdu
Antireverzné diódy sú zapojené do série s fotovoltaickými reťazcami alebo jednosmernými zlučovačmi, využívajúc jednosmernú vodivosť, aby sa zabránilo spätnému toku prúdu. Medzi jeho základné funkcie patrí:

Proti spätnému toku batérie: V nezávislom fotovoltaickom systéme, keď komponenty v noci nevyrábajú elektrinu, antireverzná dióda môže blokovať spätný tok prúdu batérie do komponentov, čím sa zabráni zahrievaniu a poškodeniu komponentov;
Vzájomné vstrekovanie antireťazcov: Ak v paralelných reťazcoch dôjde k poklesu výstupného napätia v dôsledku tieňov alebo porúch, antireverzná dióda môže blokovať prúd z vysokonapäťovej vetvy späť do nízkonapäťovej vetvy, čím zabráni poklesu celkového výstupného napätia. Napríklad fotovoltaická elektráreň obsahuje 10 reťazcov. Ak jeden reťazec pocíti pokles výstupného napätia v dôsledku snehovej pokrývky a nie je nainštalovaná žiadna antireverzná dióda, prúdy ostatných reťazcov vytvoria cirkulujúci prúd cez chybný reťazec, čo vedie k strate účinnosti systému; Po nainštalovaní antireverzných diód je chybný reťazec izolovaný a výstupné napätie systému zostáva stabilné.
2, Hlavná úloha: Diferencovaná deľba práce pre funkčné umiestnenie
Bypass dióda: dvojitá záruka účinnosti a bezpečnosti
Hlavná hodnota bypassových diód spočíva v udržiavaní účinnosti výroby energie systému a bezpečnosti komponentov. Experimentálne údaje ukazujú, že komponenty bez obtokových diód môžu pri čiastočnom upchatí znížiť výstupný výkon o 30% -50% a teplota horúceho bodu môže dosiahnuť viac ako 150 stupňov, čo vážne ohrozuje životnosť komponentov; Po konfigurácii obtokovej diódy je možné regulovať stratu výkonu v rozmedzí 5% a teplotu horúceho bodu možno znížiť pod 80 stupňov. Obtokové diódy navyše môžu znížiť prestoje systému spôsobené poruchami komponentov a zlepšiť prevádzkovú efektivitu.

Antireverzná dióda: základný kameň stability systému
Hlavnou funkciou antireverzných diód je udržiavať stabilitu napätia systému a účinnosť využitia energie. Vo veľkých fotovoltaických elektrárňach môžu rozdiely napätia medzi reťazcami spôsobiť spätný tok prúdu, čo vedie k nasledujúcim problémom:

Strata energie: Spätný prúd spotrebúva efektívnu výrobu energie, čím sa znižuje celková účinnosť systému;
Poškodenie zariadenia: Dlhodobý spätný prúd môže spôsobiť zahrievanie komponentov, vyhorenie rozvodnej skrinky a dokonca požiar;
Porucha monitorovania: Súčasný spätný tok môže narúšať presné posúdenie stavu komponentov monitorovacieho systému, čím sa zvyšuje náročnosť prevádzky a údržby.
Inštaláciou antireverzných diód možno účinne blokovať spätný prúd, čím sa zabezpečí, že napätie systému zostane stabilné v rámci konštrukčného rozsahu a zlepší sa účinnosť prenosu energie a spoľahlivosť zariadenia.
3, Miesto inštalácie: Diferencované usporiadanie topológie obvodu
Bypass dióda: ochrana na úrovni komponentov
Premosťovacia dióda je zvyčajne zabudovaná do spojovacej skrinky fotovoltaického modulu a pripojená opačne paralelne k batérii. V závislosti od konštrukcie komponentu môže byť každý komponent nakonfigurovaný s 1-3 bypass diódami. Napríklad komponent 60 batériových článkov môže používať 2 bypass diódy, pričom každá dióda chráni 30 batériových článkov; Ak sa použijú 3 diódy, každá chrániacich 20 batériových článkov môže jemnejšie izolovať oblasť poruchy a znížiť stratu energie bežných batériových článkov.

Antireverzná dióda: ochrana na úrovni systému
Antireverzné diódy sú zvyčajne inštalované na vstupe jednosmerných zlučovacích boxov alebo invertorov, zapojených do série vo výstupnom obvode reťazca. Vo veľkých elektrárňach môže byť každá výstupná svorka reťazca vybavená jednou antireverznou diódou; V zlučovacom boxe môže viacero reťazcov zdieľať jeden modul antireverznej diódy po konvergovaní, aby sa znížili náklady a zaberanie priestoru. Napríklad 1MW fotovoltaická elektráreň obsahuje 20 50kW reťazce a v zlučovacom boxe je možné nakonfigurovať 4 moduly s antireverznými diódami, pričom každý modul chráni 5 reťazcov.

4, Kritériá výberu: Diferencované požiadavky na párovanie parametrov
Bypass dióda: Napäťový odpor, prúdový a tepelný výkon sú kľúčové faktory
Výber obtokových diód musí spĺňať nasledujúce požiadavky na parametre:

Obrátené výdržné napätie: Musí byť väčšie ako 1,5-násobok napätia naprázdno komponentu. Napríklad, ak je napätie naprázdno komponentu 45 V, spätné výdržné napätie bypassovej diódy musí byť väčšie alebo rovné 67,5 V;
Dopredný prúd: Mal by byť väčší ako 1,2-násobok skratového- prúdu komponentu. Napríklad, ak je skratový- prúd komponentu 9A, dopredný prúd obtokovej diódy musí byť väčší alebo rovný 10,8A;
Tepelný odpor a teplota prechodu: Je potrebné zvážiť vysoké teplotné prostredie vo vnútri komponentu (zvyčajne o 20-30 stupňov vyššie ako je teplota okolia) a zvoliť diódy s nízkym tepelným odporom a vysokou teplotou prechodu. Napríklad, ak vnútorná teplota komponentu môže dosiahnuť 85 stupňov, teplota prechodu diódy musí byť väčšia alebo rovná 125 stupňom;
Pokles tlaku: Čím nižší je pokles tlaku, tým menšia je strata výkonu. Schottkyho diódy sa bežne používajú v nízkonapäťových súčiastkach kvôli poklesu napätia (0,2-0,3 V), zatiaľ čo kremíkové usmerňovacie diódy (pokles napätia 0,7 – 1 V) sú vhodné pre vysokovýkonné súčiastky.
Antireverzná dióda: Jadrom je odpor napätia, prúd a odvod tepla
Výber antireverzných diód musí spĺňať nasledujúce požiadavky na parametre:

Obrátené výdržné napätie: Musí byť väčšie ako dvojnásobok maximálneho prevádzkového napätia systému. Napríklad, ak je maximálne prevádzkové napätie systému 1000V, spätné výdržné napätie antireverznej diódy musí byť väčšie alebo rovné 2000V;
Dopredný prúd: Musí byť väčší ako 1,5-násobok maximálneho výstupného prúdu reťazca. Napríklad, ak je maximálny výstupný prúd určitého reťazca 12A, dopredný prúd antireverznej diódy musí byť väčší alebo rovný 18A;
Konštrukcia odvodu tepla: Je potrebné zvážiť prostredie s vysokou teplotou vo vnútri zlučovacej skrinky (zvyčajne do 60-80 stupňov) a vybrať moduly s nízkym tepelným odporom a chladičmi. Napríklad tepelný odpor určitého modulu antireverznej diódy je 0,5 stupňa / W, čo môže účinne znížiť teplotu spojenia;
Pokles napätia a spotreba energie: Čím nižší je pokles napätia, tým vyššia je účinnosť systému. Pokles napätia fotovoltaických modulov s antireverznými diódami môže byť len 1,0-1,5V, čím sa zníži spotreba energie o 20% -30% v porovnaní s bežnými modulmi (1,5-2V).
5, Praktický prípad použitia: typický prejav hodnoty spolupráce
Prípad 1: Optimalizácia bypass diód vo fotovoltaickej elektrárni s výkonom 50 MW
Elektráreň bola pôvodne navrhnutá s jednou obtokovou diódou na komponent, ale neskôr sa zistilo, že pri čiastočnom upchatí stále dosahovala strata výkonu 15 %. Prijatím schémy použitia 3 bypass diód na komponent sa strata výkonu zníži pod 5 % a ročná produkcia energie sa zvýši približne o 2 %. Súčasne sa teplota horúceho bodu znížila zo 120 stupňov na 70 stupňov a miera zlyhania komponentov sa znížila o 40%.

Prípad 2: Renovácia antireverznej diódy 10MW fotovoltaickej elektrárne
Elektráreň nebola pôvodne vybavená antireverznými diódami a spätný tok prúdu medzi sériami mal za následok 8% stratu účinnosti systému a každoročne dochádza k 3-5 nehodám vyhorenia rozvodnej skrine. Inštaláciou fotovoltaických špecifických antireverzných diódových modulov do zlučovacej skrinky sa účinnosť systému zlepší o 5 %, miera zlyhania rozvodnej skrinky sa zníži na nulu a náklady na prevádzku a údržbu sa znížia o 30 %.