Како одредити да ли су диоде у систему соларне енергије оштећене?

一, Основна улога и ризик од грешке диода у соларним енергетским системима
Врсте и функције диода
Бајпас диода: паралелно повезана на оба краја низа батерије, пружајући алтернативни пут за струју када су неке ћелије батерије зачепљене или покваре, избегавајући ефекат термалне тачке (трајно оштећење ћелија батерије узроковано локалним прегревањем).
Диода против обрнутог пуњења: повезана у серију између фотонапонског низа и контролера, спречава да се батеријски пакет испразни уназад кроз фотонапонски панел ноћу или у кишним данима, штитећи век батерије.
Блокирајућа диода: користи се у паралелним системима са више серија како би се спречило да се струја врати назад у низ{0}}ниске снаге, обезбеђујући независан рад сваке серије.
Типичне последице оштећења диода
Ефекат топлотне тачке се појачава: Након квара бајпас диоде, блокиране ћелије батерије настављају да издрже обрнути напон, а температура може порасти на преко 200 степени, што доводи до старења материјала за паковање, па чак и паљења.
Смањење производње енергије у систему: Кратак спој диоде против обрнутог пуњења може проузроковати самопражњење батерије ноћу, што резултира дневним губитком до 5% -10% електричне енергије.
Ризик од оштећења опреме: квар диоде за блокирање може изазвати циркулацију између жица, сагоревање конектора или каблова.
2, Визуелна манифестација и прелиминарна процена оштећења диоде
1. Откривање абнормалности изгледа
Ознаке ерозије: Површина нормалне диоде је глатка, али након оштећења могу се појавити црни трагови опекотина, пукотине или топљење игле (као што је приказано на слици 1). На пример, фотонапонски систем од 5кВ имао је трагове карбонизације на конектору због квара бајпас диоде.
Деформација амбалаже: Висока температура изазива ширење амбалаже од епоксидне смоле или пластике, што се обично види у сценаријима дуготрајног-преоптерећења или кратког споја.
Промена боје: Диоде од силиконског материјала ће се променити из црне у сиво белу на високим температурама, што се може идентификовати упоређивањем компоненти из исте серије.
2 Абнормалности у перформансама система
Неуравнотежен напон жице: Користите мултиметар да измерите напон отвореног кола сваке жице. Ако је напон једног низа значајно нижи од напона других жица (као што је више од 10% нижи од номиналне вредности), то може бити због квара бајпас диоде.
Nighttime current backflow: In the absence of light, use a clamp ammeter to detect the output terminal of the photovoltaic array. If there is a reverse current (>0.1А), то указује да је диода против обрнутог пуњења кратко спојена.
Ненормално загревање: Инфрацрвени термовизијски уређај детектује температуру површине диоде. Нормална радна температура треба да буде испод 85 степени. Ако локална температура пређе 120 степени, машину треба одмах зауставити ради провере.
3, Професионалне методе детекције оштећења диода
1 Откривање ван мреже (нестанак напајања система)
Тест позитивног пада притиска:
Подесите мултиметар у режим диоде (или 2В ДЦ режим).
Повежите позитивни пол са анодом диоде, а негативни пол са катодом и забележите пад напона унапред (ВФ).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1В или приказује ОЛ (отворено коло), то указује да је диода отворено коло; Ако ВФ<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Тест обрнуте струје цурења:
Користите-мултиметар високе прецизности (као што је Флуке 87В) у опсегу μ А.
Повежите диоду уназад (са позитивним полом спојеним на катоду и негативним полом спојеним на аноду) и примените обрнути напон (као што је 20В).
Нормална струја обрнутог цурења диоде треба да буде мања од 1 μ А. Ако је већа од 10 μ А, то указује на смањење перформанси изолације.
2 Детекција на мрежи (систем под напоном)
Динамичко праћење струје:
Користите осцилоскоп да ухватите таласни облик напона преко диоде.
Нормална бајпас диода је у обрнутом граничном стању када је низ нормалан, а напон је близу напона отвореног кола жице; Када је низ опструиран, диода води у правцу напред и напон пада на око ВФ.
Ако таласни облик показује континуирану флуктуацију струје провођења унапред или обрнутог цурења, то указује на померање параметара диоде.
Позиционирање инфрацрвене термалне слике:
Скенирајте подручје диоде помоћу инфрацрвеног термовизира када има довољно сунчеве светлости.
Нормална температура диоде треба да буде близу околних компоненти. Ако је локална температура виша од 20 степени, може доћи до прегревања због повећаног губитка проводљивости.
4, Анализа узрока и превентивне мере оштећења диода
1 Уобичајени узроци оштећења
Пренапонски удар: Удари грома или флуктуације мреже узрокују да обрнути напон диоде премаши номиналну вредност (као што је када је ВРРМ 1Н4007 1000В, потребна је маргина од 20% за стварну употребу).
Прекомјерна струја и прегријавање: Неправилно усклађивање жица узрокује да неке диоде носе прекомјерну струју дуго времена (као када је пројектна струја 10А, али она заправо тече 15А).
Дефекти у производњи: виртуелно лемљење или пукотине чипа у унутрашњем слоју метализације диоде, које је тешко открити у почетној фази и постепено пропадају након рада.
Корозија околине: У приобалним подручјима или подручјима са високом влажношћу, оксидација диодних пинова доводи до повећане контактне отпорности и убрзаног старења због локалног пораста температуре.
2 Стратегије превенције и одржавања
Оптимизација избора:
Називна струја бајпас диоде треба да буде већа или једнака 1,25 пута струји кратког-струја низа, а обрнути напон треба да буде већи или једнак 1,5 пута максималног напона система.
Диоду против обрнутог пуњења треба изабрати као ниски ВФ тип (као што је СБ5100, ВФ=0.45В) да би се смањила ноћна потрошња енергије.
Спецификације за инсталацију:
Дужина прикључне жице између диоде и низа батерије треба да буде мања од 30 цм да би се смањила паразитска индуктивност.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2В/м · К) да би се обезбедила топлотна отпорност<1 ℃/W.
Редовно тестирање:
Скенирајте диоде кључа помоћу инфрацрвеног термовизира сваког квартала и успоставите температурне рекорде.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% или струја цурења која премашује стандард.
5, Студија случаја: Решавање кварова диода у фотонапонском систему од 10кВ
1. Феномен квара
Након 3 године рада система, производња енергије је смањена за 15% у поређењу са истим периодом, а ноћни напон батерије је пао са 51,2В на 49,8В.

2. Процес истраге
Провера изгледа: Утврђено је да је паковање бајпас диоде у низу 2 мало испупчено, а на иглицама има трагова оксидације.
Офлајн тестирање:
Тест пада напона напред показује ВФ=1.2В (нормална вредност 0,6В), што указује на повећање отпора.
Тест обрнуте струје цурења је 5 μ А (нормална вредност<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Верификација на нивоу система:
Након замене неисправне диоде, напон жице 2 се вратио на исти ниво као и на осталим жицама (36,5В).
Ноћу је напон батерије остао стабилан на 51,0 В, а производња енергије је порасла на 98% пројектоване вредности.
Анализа узрока
Неправилан избор: Оригинална називна струја диоде је била 8А, али је стварна струја кратког-струја жице достигла 10А, што је убрзало старење услед дуготрајног-преоптерећења.
Недовољно расипање топлоте: Није инсталиран хладњак, температура споја диоде прелази 125 степени дуже време.