Kuidas aitavad dioodid hajutatud energiasüsteemide vooluhaldust?

1, fotogalvaaniline süsteem: kuumade punktide kaitse ja energia taastamise topeltkaitse
Jaotatud energia põhiüksusena seisavad fotogalvaanilised moodulid voolu juhtimisel silmitsi kahe peamise väljakutsega: kuuma punkti efekt ja öine pöördvool. Kui mõni komponent on osaliselt ummistunud või akuelementide jõudlus halveneb, voolab takistusteta akuelementide tekitatud vool läbi tõkestatud ala, põhjustades kohaliku temperatuuri tõusu üle 150 kraadi, moodustades kuumi kohti ja põhjustades komponentide läbipõlemist või isegi tulekahju. Statistika kohaselt on möödaviigudioodideta fotogalvaaniliste süsteemide rikete määr 5 aasta jooksul 47% kõrgem võrreldes tavakonfiguratsioonisüsteemidega ning kuumade punktide efektidest põhjustatud elektritootmise kadu võib ulatuda üle 5% kogu elektritootmisest.

"Tuletõrjuja" roll möödaviigudioodides:
Möödaviikdiood juhib ühesuunalise juhtivuse kaudu kuuma koha tekkimisel automaatselt, pakkudes vigasele akuelemendile madala takistusega möödaviigukanalit, võimaldades voolul kõrge temperatuuriga alast mööda minna. Näiteks 72 aku pakis, kui ühe aku väljundvool langeb takistuse tõttu järsult 1A-ni, samas kui teised akud suudavad siiski tekitada 8A voolu, on möödaviigudioodi paigaldamata kogu aku väljundvool piiratud 1A-ga, mille tulemuseks on tõsine energiaraiskamine; Pärast möödaviigudioodi paigaldamist juhib vigasele seadmele vastav diood 0,1 sekundi jooksul, vähendades sisetakistust megaoomidelt millioomideni, suurendades seeläbi komponendi elektritootmise efektiivsust 30% -40%. Saksamaal asuva hajutatud fotogalvaanilise elektrijaama juhtumiuuring näitab, et pärast segmenteeritud möödaviigudioodide paigaldamist vähenes puukattest tingitud elektritootmise kadu keskmiselt 8%-lt aastas 2,5%-le.

Blokeerimisdioodide "väravavahi" funktsioon:
Kui fotogalvaanilised moodulid lõpetavad öösel või äärmuslikes ilmastikutingimustes elektritootmise, kui blokeerivaid dioode pole paigaldatud, voolab teiste elektritootmismoodulite genereeritud vool tagasi läbi mittetootvate moodulite, moodustades pöördvoolu, mille tulemuseks on energiakadu (3–5% päevasest elektritootmisest) ja elementide vananemise kiirendamine. Blokeeriv diood moodustab vastupidise eelpinge korral megaoomi takistuse, blokeerides täielikult pöördvoolu ja tagades, et vool saab voolata ainult edasisuunas. Pärast suure jõudlusega blokeerimisdioodide kasutuselevõttu hajutatud fotogalvaanilises projektis on komponentide eeldatav kasutusiga pikenenud 20 aastalt 25 aastale ja kogu elutsükli elektritootmise tulu on kasvanud 18%.

Materjaliuuendus parandab kaitse tõhusust:
Traditsioonilised ränipõhised dioodid taluvad kuni 1000V pöördpinget ja sobivad suurtele fotogalvaanilistele elektrijaamadele; Schottky dioodid on hajutatud fotogalvaanikates väga eelistatud nende ülimadala 0,3 V edasipingelanguse tõttu. Võttes näiteks 10 kW süsteemi, võib Schottky dioodide kasutamine vähendada energiakadusid ligikaudu 30 kWh võrra aastas. Lisaks kasutavad grafeendioodid ribalaiuse nulli, et saavutada nanosekundi tasemel reageerimiskiirus, mis on dünaamilistes varjustseenides (nt pilvekihtide kiire liikumine) mikrosekundi tasemel reageerimiskiirusel kolm suurusjärku kiirem kui tavalised dioodid, vähendades veelgi energiatootmise kadusid.

2, tuuleenergia süsteem: harmoonilise summutamise ja muunduri kaitse sünergiline täiustamine
Olulise täiendusena hajutatud energiale peavad tuuleenergiasüsteemid praeguses juhtimises lahendama kaks peamist väljakutset: harmooniline saaste ja inverterikaitse. Tuuleturbiinide vahelduvvoolu väljund sisaldab suurel hulgal harmoonilisi. Kui see on otse elektrivõrku ühendatud, põhjustab see probleeme, nagu pinge kõikumine ja võimsusteguri vähenemine; Samal ajal genereerivad inverteri lülituselemendid (nt IGBT) tuuleenergiasüsteemi tuumaenergia muundamise seadmena väljalülitamisel tagurpiditaastevoolu. Kui seda õigel ajal ei suruta, võib see kahjustada seadmeid ja põhjustada süsteemitõrkeid.

Harmoonilise summutamise dioodide "filtri" funktsioon:
Tuuleenergia muundurite alaldusprotsessis muundab dioodidest koosnev alaldi sild vahelduvvoolu alalisvooluks, pakkudes stabiilset sisendit järgmistele inverteritele. Dioodide parameetrite, nagu päripinge langus ja tagurpidi taastumisaeg, optimeerimisega saab alaldamise ajal harmoonilist sisaldust vähendada. Näiteks ülikiire taastamise dioodidega alaldisilla kasutamine (taasteaeg vastupidine<50ns) can reduce harmonic distortion by 15% and improve power quality compared to traditional diodes (reverse recovery time>200 ns).

"Kiire reageerimise" eelis inverterikaitses:
Kui inverteri lülituselemendid on välja lülitatud, toimib diood vabakäiguelemendina, pakkudes induktiivpooli voolule vabakäigutee, et vältida voolu tagasivoolu ja lülituselementide kahjustamist. Võttes näiteks ränikarbiidi (SiC) dioodid, saab nende tagasipööratud taastumisaega lühendada 15 n-ni, mis on 3-10 korda kiirem kui räni dioodidel (50-200 n), vähendades oluliselt lülituskadusid ja parandades süsteemi efektiivsust. Pärast SiC dioodide kasutuselevõttu teatud tuuleenergia inverteris tõusis süsteemi efektiivsus 96%-lt 98%-le, samas kui jahutusradiaatori maht vähenes 40%, mis aitas vähendada masina kogukaalu.

3, energiasalvestussüsteem: tehnoloogiline läbimurre laengu tühjenemise tasakaalus ja pöördkaitses
Jaotatud energia "energiapuhvrina" peab energiasalvestussüsteemide praegune juhtimine tasakaalustama laadimise ja tühjenemise pöördkaitsega. Kui iga akuelemendi olekud on akupaki laadimis- ja tühjenemisprotsessi ajal ebaühtlased (nt võimsuse ja sisemise takistuse erinevused), võib see põhjustada mõne elemendi ülelaadimist või tühjenemist, kiirendada vananemist ja põhjustada ohutusriske; Samal ajal, kui vastupidine vool ei ole tõhusalt blokeeritud energiasalvestussüsteemi võrku ühendatud või võrgust väljalülitamise ajal, võib see kahjustada seadmeid ja mõjutada elektrivõrgu stabiilsust.

Tasakaalustatud dioodi intelligentne reguleerimisfunktsioon:
Akuhaldussüsteemis jälgib tasakaalustusdiood iga akuelemendi pinget ja juhib laadimise ajal automaatselt kõrgepingeakuelemendi möödaviigukanalit, et vältida ülelaadimist; Juhtige tühjenemise ajal madalpingeelementide jaoks täiendavat kanalit, et vältida ülelaadimist. Näiteks pärast adaptiivsete tasakaalustusdioodide kasutuselevõttu teatud liitiumaku energiasalvestussüsteemis suurenes elemendi mahu konsistents 20% ja tsükli eluiga pikenes 30%.

Pöördkaitsedioodi "ühesuunalise isolatsiooni" funktsioon:
Kui energiasalvestussüsteem on võrku ühendatud, võib pöördkaitsediood takistada võrgupoolsel rikkevoolul tagasivoolu energiasalvestussüsteemi; Võrgust väljas töötades võib see blokeerida pöördvoolu mõju akuplokile koormuse poolel. Pärast pöördkaitsedioodide kasutuselevõttu teatud mikrovõrguprojektis vähenes süsteemi pinge kõikumine võrgu/võrgu väljalülitamise ajal 50% ja rikete määr 60%.

4, Microgrid: nähtamatu seos mitme allika koostöö ja võrgu sünkroonimise vahel
Jaotatud energia täiustatud rakendusvormina vajavad mikrovõrgud praegust juhtimist, et saavutada mitme allika koostöö ja võrgu sünkroonimine. Mikrovõrkudes on erinevate energiaallikate (nt fotogalvaanika, tuuleenergia ja energiasalvesti) väljundomadused olulised. Kui seda ei koordineerita tõhusalt, võib see kaasa tuua probleeme, nagu praegused konfliktid ja võimu kõikumised; Samal ajal peab mikrovõrkude sünkroniseerimine põhivõrguga vastama rangetele tingimustele, nagu pinge, sagedus ja faas, vastasel juhul võib see põhjustada võrgutõrkeid.

Sünkroonse alaldi dioodide "tõhususe parandamise" panus:
Mikrovõrkude alalis-alalisvoolu muundurites võib sünkroonse alaldi tehnoloogia märkimisväärselt vähendada juhtivuskadusid, asendades traditsioonilised dioodid MOSFET-idega. Näiteks pärast sünkroonse alaldi muunduri kasutuselevõttu tõusis mikrovõrgu efektiivsus 85% -lt 95% -ni, vähendades samal ajal jahutusradiaatorite mahtu 30% ja parandades süsteemi võimsustihedust.

Faasijuhtdioodide "sünkroonse koordineerimise" funktsioon:
Mikrovõrgu võrguga ühendatud inverteris reguleerib faasijuhtdiood dünaamiliselt inverteri väljundvoolu faasi, jälgides võrgupinge faasi, saavutades sünkroniseerimise põhivõrguga. Pärast faasijuhitud dioodide kasutuselevõttu teatud mikrovõrguprojektis kasvas võrguühenduse õnnestumise määr 90%-lt 98%-le ja võrguühenduse aeg lühenes 0,5 sekundilt 0,1 sekundini, parandades oluliselt süsteemi stabiilsust.