Kuidas teha kindlaks, kas päikeseenergiasüsteemi dioodid on kahjustatud?

一, Dioodide põhiroll ja rikkerisk päikeseenergia süsteemides
Dioodide tüübid ja funktsioonid
Möödaviigudiood: paralleelselt ühendatud aku nööri mõlemas otsas, pakkudes alternatiivset vooluteed, kui mõned akuelemendid on ummistunud või rikkis, vältides termilise koha efekti (kohaliku ülekuumenemise põhjustatud akuelementide püsiv kahjustus).
Vastupidine laadimisdiood: ühendatud järjestikku fotogalvaanilise massiivi ja kontrolleri vahel, takistab aku tühjenemist fotogalvaanilise paneeli kaudu öösel või vihmastel päevadel, kaitstes aku eluiga.
Blokeeriv diood: kasutatakse mitmes järjestikuses paralleelsüsteemis, et vältida voolu tagasivoolamist madala võimsusega seeriatesse, tagades iga seeria sõltumatu töö.
Dioodikahjustuste tüüpilised tagajärjed
Kuumapunktiefekt tugevneb: Pärast möödaviigudioodi riket peavad blokeeritud akuelemendid vastupinget vastu pidama ja temperatuur võib tõusta üle 200 kraadi, mis viib pakkematerjali vananemiseni ja isegi süttimiseni.
Süsteemi elektritootmise vähenemine: pöördlaadimisdioodi lühis võib põhjustada aku isetühjenemise öösel, mille tulemuseks on igapäevane elektrikadu kuni 5–10%.
Seadme kahjustamise oht: Blokeeriva dioodi rike võib põhjustada stringide tsirkulatsiooni, põletada pistikuid või kaableid.
2, visuaalne ilming ja esialgne hinnang dioodikahjustuste kohta
1. Välimuse kõrvalekallete tuvastamine
Erosioonijäljed: tavalise dioodi pind on sile, kuid pärast kahjustusi võivad tekkida mustad põletusjäljed, praod või tihvtide sulamine (nagu on näidatud joonisel 1). Näiteks 5 kW võimsusega fotogalvaanilise süsteemi puhul tekkisid möödaviigudioodi rikke tõttu pistikul karboniseerumisjäljed.
Pakendi deformatsioon: kõrge temperatuur põhjustab epoksüvaigu- või plastpakendite paisumist, mida võib sageli täheldada pikaajalise-ülekoormuse või lühise korral.
Värvimuutus: ränimaterjalist dioodid muutuvad kõrgel temperatuuril mustast hallvalgeks, mida saab tuvastada sama partii komponentide võrdlemisel.
2 Süsteemi jõudluse häired
Tasakaalustamata stringi pinge: kasutage iga stringi avatud vooluahela pinge mõõtmiseks multimeetrit. Kui ühe stringi pinge on oluliselt madalam kui teistel stringidel (näiteks üle 10% nimiväärtusest madalam), võib selle põhjuseks olla möödaviigudioodi juhtivuse tõrge.
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 (>0,1A), näitab see, et pöördlaadimise diood on lühises.
Ebatavaline kuumenemine: infrapuna termopildiseade tuvastab dioodi pinnatemperatuuri. Tavaline töötemperatuur peaks olema alla 85 kraadi. Kui kohalik temperatuur ületab 120 kraadi, tuleb masin kontrollimiseks kohe peatada.
3, professionaalsed dioodikahjustuste tuvastamise meetodid
1 Võrguühenduseta tuvastamine (süsteemi toitekatkestus)
Positiivse rõhu languse test:
Seadke multimeeter dioodrežiimile (või 2V DC režiimile).
Ühendage positiivne poolus dioodi anoodiga ja negatiivne poolus katoodiga ning registreerige päripinge langus (VF).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V või kuvab OL (avatud vooluring), see näitab, et diood on avatud vooluahel; Kui VF<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Vastupidine lekkevoolu test:
Kasutage ülitäpset{0}}multimeetrit (nt Fluke 87V) vahemikus μA.
Ühendage diood tagurpidi (positiivne poolus on ühendatud katoodiga ja negatiivne poolus anoodiga) ja rakendage vastupidist pinget (nt 20 V).
Dioodi tavaline vastupidine lekkevool peaks olema väiksem kui 1 μ A. Kui see on suurem kui 10 μ A, näitab see isolatsiooni jõudluse vähenemist.
2 Võrgutuvastus (süsteem pingestatud)
Dünaamiline voolu jälgimine:
Kasutage ostsilloskoopi, et tabada dioodi pinge lainekuju.
Tavaline möödaviigudiood on vastupidises olekus, kui string on normaalne ja pinge on lähedane stringi avatud ahela pingele; Kui string on takistatud, juhib diood ettepoole ja pinge langeb umbes VF-i.
Kui lainekuju näitab pidevat edasijuhtivuse või vastupidise lekkevoolu kõikumist, näitab see dioodi parameetrite triivi.
Infrapuna termopildi positsioneerimine:
Skaneerige dioodiala infrapuna termokaameraga, kui päikesevalgust on piisavalt.
Dioodi normaalne temperatuur peaks olema ümbritsevate komponentide lähedal. Kui kohalik temperatuur on kõrgem kui 20 kraadi, võib see suurenenud juhtivuse kadumise tõttu põhjustada ülekuumenemist.
4, dioodikahjustuste algpõhjuste analüüs ja ennetavad meetmed
1 Levinud kahjustuste põhjused
Ülepinge liigpinge: äikeselöögid või võrgu kõikumised põhjustavad dioodi pöördpinge nimiväärtuse ületamist (näiteks kui 1N4007 VRRM on 1000 V, on tegelikuks kasutamiseks vajalik 20% varu).
Ülevool ja ülekuumenemine: Ebaõige stringide sobitamine põhjustab mõnel dioodil liigset voolu pikka aega (nt kui arvutusvool on 10A, kuid tegelikult voolab 15A).
Tootmisvead: virtuaalsed jootmis- või kiibipraod dioodi sisemises metalliseerimiskihis, mida on algstaadiumis raske tuvastada ja mis pärast töötamist järk-järgult ebaõnnestuvad.
Keskkonna korrosioon: rannikuäärsetes või kõrge õhuniiskusega piirkondades põhjustab diooditihvtide oksüdatsioon kontaktikindluse suurenemist ja kiirenenud vananemist kohaliku temperatuuritõusu tõttu.
2 Ennetus- ja hooldusstrateegiad
Valiku optimeerimine:
Möödaviidioodi nimivool peaks olema 1,25-kordne või võrdne stringi lühisvoolust ja vastupidine pinge peaks olema suurem või võrdne 1,5-kordse süsteemi maksimaalse pingega.
Öise energiatarbimise vähendamiseks tuleks vastupidine laadimisdiood valida madala VF-tüübina (nt SB5100, VF=0.45V).
Paigaldamise spetsifikatsioonid:
Dioodi ja aku nööri vahelise ühendusjuhtme pikkus peaks olema alla 30 cm, et vähendada parasiitide induktiivsust.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2W/m · K), et tagada soojustakistus<1 ℃/W.
Regulaarne testimine:
Skaneerige võtmedioodid infrapuna termokaameraga igas kvartalis ja koostage temperatuurirekordeid.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% või lekkevool üle normi.
5, juhtumiuuring: dioodide rikete tõrkeotsing 10 kW fotogalvaanilises süsteemis
1. Vea nähtus
Pärast 3-aastast süsteemi töötamist vähenes elektritootmine sama perioodiga võrreldes 15% ja öine akupaketi pinge langes 51,2 V-lt 49,8 V-le.

2. Uurimisprotsess
Välimuse kontroll: leiti, et 2. stringi möödaviigudioodi pakend oli kergelt punnis ja kontaktidel olid oksüdatsioonijäljed.
Võrguühenduseta testimine:
Pöördepinge languse test näitab VF=1.2V (normaalväärtus 0,6 V), mis näitab takistuse suurenemist.
Vastupidise lekkevoolu test on 5 μA (normaalväärtus<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Süsteemi taseme kinnitamine:
Pärast vigase dioodi vahetamist taastus stringi 2 pinge teiste stringidega samale tasemele (36,5 V).
Öösel püsis akupaki pinge stabiilsena 51,0 V ja voolutootmine tõusis 98%-ni projekteeritud väärtusest.
Algpõhjuse analüüs
Vale valik: dioodi algne nimivool oli 8A, kuid stringi tegelik-lühisvool ulatus 10A-ni, mis kiirendas pikaajalise-ülekoormuse tõttu vananemist.
Ebapiisav soojuse hajumine: jahutusradiaatorit pole paigaldatud, dioodi ristmiku temperatuur ületab pikka aega 125 kraadi.