X'inhu r-rwol tad-dijodi fil-pannelli solari?

一, bypass diode: il-"pompiera" ta 'effett hot spot
1. Il-mekkaniżmu distruttiv ta 'effett hot spot
Meta xi ċelloli solari f'moduli fotovoltajċi huma ostakolati minn weraq, trab jew dellijiet, iż-żona mfixkla ma tistax tiġġenera l-elettriku u minflok issir tagħbija fiċ-ċirkwit. F'dan il-punt, il-kurrent iġġenerat minn ċelluli tal-batterija mhux ostakolati huwa sfurzat jgħaddi miż-żona ostakolata, li tikkawża żieda qawwija fit-temperatura lokali (sa 200 grad jew aktar), li tifforma "post sħun". Effett ta 'hot spot fit-tul jista' jikkawża ħruq taċ-ċelluli, tixjiħ tal-materjali tal-ippakkjar, u anke nar, li hija waħda mill-kawżi ewlenin ta 'falliment tas-sistema fotovoltajka.
2. Prinċipju ta 'protezzjoni tad-dijodu tal-bypass
Id-dijodu tal-bypass huwa konness b'mod parallel b'lura fiż-żewġt itruf tas-sekwenza tal-batterija, u l-loġika tax-xogħol tiegħu hija kif ġej:
Stat normali: Meta ċ-ċellula tal-batterija tiġġenera l-elettriku, id-dijodu jkun fi stat ta 'qtugħ b'lura u m'għandux impatt fuq iċ-ċirkwit;
Stat anormali: Meta ċerta sekwenza tal-batterija tesperjenza tnaqqis fil-vultaġġ minħabba tfixkil jew malfunzjoni, id-dijodu jifforma bias 'il quddiem u jmexxi, short circuiting is-sekwenza tal-batterija difettuża u jippermetti li l-kurrent jevita ż-żona bil-ħsara, u jiżgura li kordi oħra tal-batterija normali jkomplu jiġġeneraw l-elettriku.
3. Disinn ta 'ottimizzazzjoni fil-prattika tal-industrija
Konfigurazzjoni tal-kwantità tad-dijodu: Fit-teorija, kull ċellula tal-batterija għandha tkun imqabbda b'mod parallel ma 'dajowd wieħed, iżda minħabba l-limitazzjonijiet tal-ispiża u l-waqgħa tal-vultaġġ, f'inġinerija prattika, dajowd wieħed huwa ġeneralment ikkonfigurat kull 15-24 ċellula tal-batterija. Pereżempju, modulu ta 'batterija ta' 72 ċellula spiss juża metodu ta 'tliet partijiet ta' "24+24+24", b'kull 24 ċellula konnessa b'mod parallel ma 'dijodu Schottky (bħal SB5100, jifilħu vultaġġ 100V, kurrenti 5A).
Għażla ta 'materjal ta' telf baxx: dajowds Schottky jistgħu jnaqqsu t-telf ta 'enerġija minħabba l-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem b'mod sinifikanti aktar baxx (0.1-0.2V) meta mqabbla ma' dajowds tas-silikon ordinarji (0.7V). Ikkalkulat f'kurrent ta '10A, it-telf ta' enerġija annwali tad-dijodi Schottky huwa mnaqqas b'madwar 5256Wh meta mqabbel ma 'dijodi tas-silikon (ikkalkulat ibbażat fuq 5 sigħat ta' xemx kuljum u 365 jum).
Xejra tad-disinn integrat: Moduli fotovoltajċi moderni jintegraw bypass diodes f'kaxxi ta 'junction u jiksbu konnessjonijiet ta' affidabbiltà għolja permezz ta 'proċessi ta' wweldjar awtomatizzati. Pereżempju, kaxxa ta 'junction intelliġenti ta' manifattur ewlieni tuża teknoloġija tal-immuntar tal-wiċċ (SMT) biex tnaqqas ir-reżistenza tal-kuntatt bejn id-dijodu u l-bord taċ-ċirkwit għal taħt 0.5m Ω u tikkontrolla ż-żieda fit-temperatura fi żmien 10 gradi.
2, Dajowd kontra l-iċċarġjar tar-rivers: "valv wieħed-mod" għal skariku bil-lejl
Il-ħtieġa li jiġi evitat l-iċċarġjar invers
Fin-nuqqas ta 'kundizzjonijiet tad-dawl (bħal bil-lejl), il-vultaġġ tal-pannell solari jista' jkun aktar baxx minn dak tal-batterija, u jikkawża l-fluss tal-kurrent lura mill-batterija għall-pannell, li jwassal għall-problemi li ġejjin:
Telf ta 'enerġija: Konsum invalidu ta' enerġija tal-batterija;
Tisħin tal-komponenti: Kurrent li jmur lura jikkawża li t-temperatura tal-bord tal-batterija tiżdied, u taċċellera t-tixjiħ tal-materjal tal-ippakkjar;
Riskju tan-nar: L-iċċarġjar b'lura fit-tul jista 'jikkawża skariku ta' ark ġewwa l-kaxxa tal-junction, li jwassal għal nar.
2. Mekkaniżmu ta 'ħidma ta' dajowd kontra l-iċċarġjar invers
Id-dijodu kontra l-iċċarġjar invers huwa mqabbad f'serje fid-direzzjoni 'l quddiem mat-terminal tal-ħruġ tal-bord tal-batterija. Il-konduttività unidirezzjonali tagħha tiżgura li l-kurrent jista 'jiċċirkola biss mill-bord tal-batterija għat-tagħbija jew il-batterija, u jimblokka kompletament il-mogħdija tal-kurrent invers. Pereżempju, f'sistema fotovoltajka indipendenti, li tgħaqqad dajowd 1N5408 (jiflaħ vultaġġ 800V, kurrent 3A) f'serje mat-terminal tal-ħruġ ta 'pannell solari 100W jista' effettivament jipprevjeni l-kurrent ta 'backflow ta' batterija 24V.
3. Evoluzzjoni tas-Soluzzjonijiet tal-Industrija
Integrazzjoni tal-kontrollur: Kontrolluri fotovoltajċi moderni ġeneralment bnew -f'funzjonijiet kontra l-iċċarġjar invers (bħal kontrolluri MPPT), li jiksbu ċċarġjar mingħajr telf kontra reverse permezz ta 'tubi ta' swiċċjar MOSFET, li jtejbu l-effiċjenza b'aktar minn 3% meta mqabbla ma 'soluzzjonijiet tad-dijodu tradizzjonali.
Innovazzjoni materjali: Dajowds Schottky tal-karbur tas-silikon (SiC) gradwalment qed jissostitwixxu diodes bbażati fuq is-silikon- minħabba l-waqgħa ta 'vultaġġ 'il quddiem ultra-tagħhom (0.3V) u stabbiltà fit-temperatura għolja (temperatura tal-junction sa 200 grad). Pereżempju, diode tal-iċċarġjar anti reverse SiC ta 'ċertu manifattur xorta jista' jżomm effiċjenza ta 'konverżjoni ta' 98% f'100 grad, li hija 15% ogħla minn dik tad-dijodi tas-silikon.
3, Il-benefiċċji komprensivi tad-dijodi f'sistemi fotovoltajċi
1. Titjib tal-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija
Billi jiġi evitat l-effett ta 'hot spot permezz ta' bypass diodes, il-ġenerazzjoni tal-enerġija ta 'moduli fotovoltajċi tista' tiżdied b'20% -30% taħt kundizzjonijiet parzjalment ostakolati. Meta tieħu stazzjon tal-enerġija fotovoltajka ta '1MW bħala eżempju, il-ġenerazzjoni tal-enerġija annwali tista' tiżdied b'180000 sa 270000 kWh. Ikkalkulat bi prezz ta '0.5 wan/kWh, id-dħul annwali jista' jiżdied b'90000 sa 135000 wan.
2. It-tul tal-ħajja tas-sistema estiża
Id-dijodu kontra l-iċċarġjar b'lura jikkontrolla ż-żieda fit-temperatura tal-bord tal-batterija bil-lejl fi żmien 5 gradi, inaqqas ir-rata tat-tixjiħ tal-materjal tal-ippakkjar (EVA) b'50% u jestendi l-ħajja tal-komponent minn 25 sena għal aktar minn 30 sena.
3. Naqqas l-ispejjeż tat-tħaddim u l-manutenzjoni
Id-disinn tad-dijodu integrat inaqqas il-frekwenza ta 'spezzjonijiet manwali. Pereżempju, stazzjon tal-enerġija fotovoltajka bl-użu ta 'kaxxa ta' junction intelliġenti tnaqqas ir-rata ta 'falliment tal-hot spot bi 80% meta mqabbla ma' soluzzjonijiet tradizzjonali, u tnaqqas l-ispiża medja annwali tal-operat u l-manutenzjoni b'0.02 wan/W.
4, Xejriet u Sfidi tal-Industrija
1. Direzzjoni ta 'aġġornament teknoloġiku
Dajowd intelliġenti: integrazzjoni ta 'sensuri tat-temperatura u ċirkwiti tas-sewqan biex jinkiseb monitoraġġ ta'-ħin reali u aġġustament dinamiku tat-temperatura tal-junction tad-dijodu;
Applikazzjoni ta 'materjali ta' bandgap wiesgħa: dajowds GaN jipprovdu soluzzjonijiet ta 'telf ultra-baxx għal sistemi fotovoltajċi ta' vultaġġ għoli-'il fuq minn 600V minħabba l-veloċità tal-iswiċċjar tal-picosecond tagħhom;
Disinn modulari: L-integrazzjoni tad-dijodi, il-fjusijiet u l-protetturi tas-surge f'moduli żgħar biex jissimplifikaw id-disinn tas-sistema u jtejbu l-affidabbiltà.
2. Sfidi tal-kontroll tal-ispejjeż
Minkejja l-prestazzjoni eċċellenti tad-dijodi SiC, l-ispiża tagħhom għadha 3-5 darbiet dik ta 'apparat ibbażat fuq is-silikon. L-industrija qed tnaqqas l-ispejjeż permezz tal-kanali li ġejjin:
Produzzjoni ta 'wejfers ta' 8 pulzieri: tnaqqas l-ispiża taċ-ċipep tad-dijodu SiC b'40%;
Aċċelerazzjoni tas-sostituzzjoni domestika: Il-manifatturi Ċiniżi kisbu sehem tas-suq internazzjonali ta '40% fil-qasam tad-dijodu TVS, u huwa mistenni li r-rata ta' lokalizzazzjoni tad-dijodi tal-bypass se taqbeż is-60% sal-2025.