Wat is het verschil tussen bypass-diode en anti-reverse-diode?

1, Werkingsprincipe: gedifferentieerde toepassing van unidirectionele geleidbaarheid
Bypass-diode: een actieve verdediger van het hotspot-effect
De bypass-diode is omgekeerd parallel aangesloten op beide uiteinden van de fotovoltaïsche module, waarbij gebruik wordt gemaakt van de unidirectionele geleidbaarheid van de diode om thermische vlekbescherming te bereiken. Wanneer de uitgangsspanning van een component afneemt als gevolg van plaatselijke obstructie, storing of veroudering, geleidt de diode in voorwaartse richting, waardoor de defecte component wordt kortgesloten en de stroom het probleemgebied kan omzeilen. Een bepaalde fotovoltaïsche module bestaat bijvoorbeeld uit 36 ​​in serie geschakelde zonnecellen. Als een van hen geen elektriciteit kan opwekken vanwege schaduw, zal de equivalente weerstand ervan plotseling toenemen en zal de totale spanning van het seriecircuit zich concentreren op die cel, wat resulteert in hittevlekken met hoge temperatuur. Op dit punt geleidt de parallelle bypass-diode, waarbij de defecte batterijcel wordt omzeild om te voorkomen dat deze een belasting wordt en energie verbruikt van andere normale batterijcellen. Tegelijkertijd voorkomt het dat het verpakkingsmateriaal vervormt of dat de batterijcel barst als gevolg van een te hoge temperatuur van de componenten.

Anti-reverse diode: een passieve blokkeerder van de terugstroom van stroom
Anti-omkeerdiodes worden in serie geschakeld met fotovoltaïsche strings of DC-combineerdozen, waarbij gebruik wordt gemaakt van unidirectionele geleidbaarheid om tegenstroom te voorkomen. De kernfuncties omvatten:

Anti-terugstroom van de batterij: in een onafhankelijk fotovoltaïsch systeem, wanneer de componenten 's nachts geen elektriciteit opwekken, kan de anti-reverse diode de omgekeerde stroom van de batterijstroom naar de componenten blokkeren, waardoor verwarming en schade aan de componenten wordt vermeden;
Anti-string wederzijdse injectie: Als in parallelle strings een aftakking een afname van de uitgangsspanning ervaart als gevolg van schaduwen of fouten, kan de anti-reverse diode de stroom van de hoogspanningstak blokkeren om terug te stromen naar de laagspanningstak, waardoor wordt voorkomen dat de algehele uitgangsspanning daalt. Een fotovoltaïsche energiecentrale bevat bijvoorbeeld 10 strings. Als een string een afname van de uitgangsspanning ervaart als gevolg van sneeuwbedekking en er is geen anti-reverse diode geïnstalleerd, zullen de stromen van de andere strings een circulatiestroom door de defecte string vormen, wat resulteert in een verlies aan systeemefficiëntie; Na het installeren van anti-reverse-diodes wordt de defecte string geïsoleerd en blijft de uitgangsspanning van het systeem stabiel.
2, Kernrol: Gedifferentieerde taakverdeling voor functionele positionering
Bypassdiode: dubbele garantie voor efficiëntie en veiligheid
De kernwaarde van bypass-diodes ligt in het handhaven van de efficiëntie van de energieopwekking van het systeem en de veiligheid van componenten. Uit experimentele gegevens blijkt dat componenten zonder bypass-diodes het uitgangsvermogen met 30% -50% kunnen verminderen als ze gedeeltelijk worden geblokkeerd, en dat de hotspot-temperatuur meer dan 150 graden kan bereiken, wat de levensduur van de componenten ernstig in gevaar brengt; Na het configureren van de bypass-diode kan het vermogensverlies binnen 5% worden geregeld en kan de hotspot-temperatuur worden verlaagd tot onder de 80 graden. Bovendien kunnen bypass-diodes de uitvaltijd van het systeem als gevolg van defecten aan componenten verminderen en de operationele efficiëntie verbeteren.

Anti-omgekeerde diode: de hoeksteen van systeemstabiliteit
De kernfunctie van anti-reverse-diodes is het handhaven van de systeemspanningsstabiliteit en de efficiëntie van het energieverbruik. In grote fotovoltaïsche energiecentrales kunnen spanningsverschillen tussen strings stroomterugstroming veroorzaken, wat tot de volgende problemen kan leiden:

Energieverlies: Tegenstroom verbruikt effectieve energieopwekking, waardoor de algehele systeemefficiëntie afneemt;
Schade aan apparatuur: Langdurige tegenstroom kan verhitting van componenten, doorbranden van de aansluitdoos en zelfs brand veroorzaken;
Bewakingsfout: Stroomterugstroom kan de nauwkeurige beoordeling van de componentstatus door het bewakingssysteem verstoren, waardoor de bediening en het onderhoud moeilijker worden.
Door het installeren van anti-reverse-diodes kan de tegenstroom effectief worden geblokkeerd, waardoor de systeemspanning stabiel blijft binnen het ontwerpbereik en de efficiëntie van de energieoverdracht en de betrouwbaarheid van de apparatuur worden verbeterd.
3, Installatielocatie: gedifferentieerde lay-out van circuittopologie
Bypassdiode: bescherming op componentniveau
De bypass-diode wordt meestal in de aansluitdoos van de fotovoltaïsche module ingebouwd en omgekeerd parallel met het accupakket aangesloten. Afhankelijk van het componentontwerp kan elk component worden geconfigureerd met 1-3 bypass-diodes. Een component van 60 batterijcellen kan bijvoorbeeld twee bypass-diodes gebruiken, waarbij elke diode 30 batterijcellen beschermt; Als er 3 diodes worden gebruikt, kunnen elk 20 batterijcellen beschermen, het foutgebied fijner isoleren en het vermogensverlies van normale batterijcellen verminderen.

Anti-omkeerdiode: bescherming op systeemniveau
Anti-omkeerdiodes worden meestal geïnstalleerd aan de ingang van DC-combineerdozen of omvormers, in serie geschakeld in het uitgangscircuit van de string. In grote energiecentrales kan elke stringuitgangsterminal zijn uitgerust met één anti-reverse-diode; In de combinerbox kunnen meerdere strings één anti-reverse diodemodule delen nadat ze zijn geconvergeerd om de kosten en het ruimtebeslag te verminderen. Een fotovoltaïsche elektriciteitscentrale van 1 MW bevat bijvoorbeeld 20 50 kW strings, en er kunnen 4 anti-reverse diodemodules worden geconfigureerd in de combinerbox, waarbij elke module 5 strings beschermt.

4, Selectiecriteria: gedifferentieerde vereisten voor parametermatching
Bypassdiode: spanningsweerstand, stroom en thermische prestaties zijn sleutelfactoren
De selectie van bypass-diodes moet aan de volgende parametervereisten voldoen:

Omgekeerde weerstandsspanning: deze moet groter zijn dan 1,5 maal de nullastspanning van het onderdeel. Als de nullastspanning van een component bijvoorbeeld 45 V bedraagt, moet de tegenhoudspanning van de bypass-diode groter dan of gelijk aan 67,5 V zijn;
Voorwaartse stroom: deze moet groter zijn dan 1,2 keer de kortsluitstroom- van de component. Als de kortsluitstroom van een component bijvoorbeeld 9A is, moet de voorwaartse stroom van de bypass-diode groter dan of gelijk aan 10,8A zijn;
Thermische weerstand en junctietemperatuur: Het is noodzakelijk om rekening te houden met de hoge temperatuur in de component (meestal 20-30 graden hoger dan de omgevingstemperatuur) en diodes te kiezen met een lage thermische weerstand en hoge junctietemperatuur. Als de interne temperatuur van een component bijvoorbeeld 85 graden kan bereiken, moet de diodeovergangstemperatuur groter dan of gelijk aan 125 graden zijn;
Drukval: Hoe lager de drukval, hoe kleiner het vermogensverlies. Schottky-diodes worden vaak gebruikt in componenten met laag-vermogen als gevolg van spanningsval (0,2-0,3V), terwijl siliciumgelijkrichterdiodes (spanningsval 0,7-1V) geschikt zijn voor componenten met hoog vermogen.
Anti-omkeerdiode: spanningsweerstand, stroom en warmteafvoer vormen de kern
De selectie van anti-reverse-diodes moet aan de volgende parametervereisten voldoen:

Omgekeerde weerstandsspanning: deze moet groter zijn dan tweemaal de maximale bedrijfsspanning van het systeem. Als de maximale bedrijfsspanning van een systeem bijvoorbeeld 1000 V is, moet de omgekeerde weerstandsspanning van de anti-omkeerdiode groter dan of gelijk aan 2000 V zijn;
Voorwaartse stroom: deze moet groter zijn dan 1,5 keer de maximale uitgangsstroom van de string. Als de maximale uitgangsstroom van een bepaalde string bijvoorbeeld 12 A is, moet de voorwaartse stroom van de anti-reverse-diode groter dan of gelijk aan 18 A zijn;
Ontwerp voor warmteafvoer: het is noodzakelijk om rekening te houden met de hoge temperatuur in de combinerbox (meestal tot 60-80 graden) en modules te kiezen met een lage thermische weerstand en koellichamen. De thermische weerstand van een bepaalde anti-reverse diodemodule is bijvoorbeeld 0,5 graden /W, wat de junctietemperatuur effectief kan verlagen;
Spanningsval en stroomverbruik: Hoe lager de spanningsval, hoe hoger de systeemefficiëntie. De spanningsval van speciale fotovoltaïsche anti-reverse diodemodules kan zo laag zijn als 1,0-1,5V, waardoor het energieverbruik met 20% -30% wordt verminderd in vergelijking met gewone modules (1,5-2V).
5, Praktische toepassingscasus: typische manifestatie van samenwerkingswaarde
Geval 1: Optimalisatie van bypass-diodes in een fotovoltaïsche elektriciteitscentrale van 50 MW
De krachtcentrale was oorspronkelijk ontworpen met één bypass-diode per component, maar later werd ontdekt dat het vermogensverlies nog steeds 15% bedroeg als het gedeeltelijk werd geblokkeerd. Door een schema toe te passen waarbij drie bypass-diodes per component worden gebruikt, wordt het vermogensverlies teruggebracht tot minder dan 5% en wordt de jaarlijkse stroomopwekking met ongeveer 2% verhoogd. Tegelijkertijd daalde de hotspottemperatuur van 120 graden naar 70 graden en daalde het uitvalpercentage van componenten met 40%.

Geval 2: Retrofit tegen omgekeerde dioden van een fotovoltaïsche elektriciteitscentrale van 10 MW
De krachtcentrale was oorspronkelijk niet uitgerust met anti-reverse-diodes, en de huidige terugstroming tussen de series resulteerde in een verlies van 8% aan systeemefficiëntie, en er vinden jaarlijks 3 tot 5 ongelukken met doorbranding van aansluitdozen plaats. Door fotovoltaïsche specifieke anti-reverse diodemodules in de combinerbox te installeren, wordt de systeemefficiëntie met 5% verbeterd, wordt het uitvalpercentage van de aansluitdoos tot nul teruggebracht en worden de exploitatie- en onderhoudskosten met 30% verlaagd.