อะไรคือความแตกต่างระหว่างบายพาสไดโอดและไดโอดป้องกันการย้อนกลับ?

1 หลักการทำงาน: การประยุกต์ใช้การนำไฟฟ้าทิศทางเดียวที่แตกต่าง
บายพาสไดโอด: ผู้พิทักษ์เอฟเฟกต์ฮอตสปอตที่กระตือรือร้น
ไดโอดบายพาสเชื่อมต่อแบบขนานย้อนกลับกับปลายทั้งสองด้านของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ โดยใช้การนำไฟฟ้าทิศทางเดียวของไดโอดเพื่อให้เกิดการป้องกันจุดความร้อน เมื่อแรงดันไฟเอาท์พุตของส่วนประกอบลดลงเนื่องจากการอุดตันในท้องถิ่น การทำงานผิดปกติ หรืออายุที่มากขึ้น ไดโอดจะดำเนินการในทิศทางไปข้างหน้า ลัดวงจรส่วนประกอบที่ผิดพลาด และปล่อยให้กระแสไหลผ่านบริเวณที่มีปัญหา ตัวอย่างเช่น โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนหนึ่งประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ 36 เซลล์ที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม หากหนึ่งในนั้นไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เนื่องจากการแรเงา ความต้านทานที่เท่ากันของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน และแรงดันไฟฟ้ารวมของวงจรอนุกรมจะมุ่งไปที่เซลล์นั้น ส่งผลให้เกิดจุดความร้อนที่อุณหภูมิสูง- ณ จุดนี้ ไดโอดบายพาสแบบขนานจะดำเนินการโดยเลี่ยงเซลล์แบตเตอรี่ที่ชำรุดเพื่อป้องกันไม่ให้กลายเป็นโหลดและใช้พลังงานจากเซลล์แบตเตอรี่ปกติอื่นๆ ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้วัสดุบรรจุภัณฑ์เปลี่ยนรูปหรือเซลล์แบตเตอรี่ไม่แตกร้าวเนื่องจากอุณหภูมิของส่วนประกอบที่มากเกินไป

ไดโอดป้องกันการย้อนกลับ: ตัวบล็อกแบบพาสซีฟของกระแสไหลย้อนกลับ
ไดโอดป้องกันการย้อนกลับเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยสายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หรือกล่องรวม DC โดยใช้การนำไฟฟ้าทิศทางเดียวเพื่อป้องกันการไหลของกระแสย้อนกลับ หน้าที่หลักประกอบด้วย:

ป้องกันการไหลย้อนกลับของแบตเตอรี่: ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อิสระ เมื่อส่วนประกอบไม่ผลิตกระแสไฟฟ้าในเวลากลางคืน ไดโอดป้องกันการย้อนกลับสามารถป้องกันกระแสย้อนกลับของกระแสแบตเตอรี่เข้าสู่ส่วนประกอบ หลีกเลี่ยงความร้อนและความเสียหายของส่วนประกอบ
การป้องกันการแทรกร่วมกันของสายอักขระ: ในสายคู่ขนาน หากสาขาประสบกับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตลดลงเนื่องจากเงาหรือข้อบกพร่อง ไดโอดป้องกันการย้อนกลับสามารถปิดกั้นกระแสจากกิ่งไฟฟ้าแรงสูงไม่ให้ไหลกลับไปยังกิ่งไฟฟ้าแรงดันต่ำ เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันเอาต์พุตโดยรวมลดลง ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีสายไฟ 10 เส้น หากสายหนึ่งประสบกับแรงดันไฟเอาท์พุตลดลงเนื่องจากมีหิมะปกคลุม และไม่มีการติดตั้งไดโอดป้องกันการถอยหลัง กระแสของสายอื่นๆ จะก่อให้เกิดกระแสหมุนเวียนผ่านสายที่ชำรุด ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง หลังจากติดตั้งไดโอดป้องกันการกลับด้าน สายที่ชำรุดจะถูกแยกออก และแรงดันเอาต์พุตของระบบยังคงมีเสถียรภาพ
2 บทบาทหลัก: การแบ่งแยกแรงงานสำหรับตำแหน่งการทำงาน
บายพาสไดโอด: รับประกันประสิทธิภาพและความปลอดภัยเป็นสองเท่า
ค่านิยมหลักของไดโอดบายพาสอยู่ที่การรักษาประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบและความปลอดภัยของส่วนประกอบ ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบที่ไม่มีไดโอดบายพาสสามารถลดกำลังเอาต์พุตลงได้ 30% -50% เมื่อถูกกีดขวางบางส่วน และอุณหภูมิฮอตสปอตอาจสูงถึงกว่า 150 องศา ซึ่งคุกคามอายุการใช้งานของส่วนประกอบอย่างจริงจัง หลังจากกำหนดค่าบายพาสไดโอดแล้ว สามารถควบคุมการสูญเสียพลังงานได้ภายใน 5% และอุณหภูมิฮอตสปอตจะลดลงเหลือต่ำกว่า 80 องศา นอกจากนี้ บายพาสไดโอดยังสามารถลดการหยุดทำงานของระบบที่เกิดจากความล้มเหลวของส่วนประกอบ และปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน

Anti-Reverse Diode: หลักสำคัญของความเสถียรของระบบ
หน้าที่หลักของไดโอดป้องกันการย้อนกลับคือการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของระบบและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายไฟอาจทำให้เกิดกระแสไหลย้อนกลับ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาต่อไปนี้:

การสูญเสียพลังงาน: กระแสย้อนกลับสิ้นเปลืองพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมลดลง
ความเสียหายของอุปกรณ์: กระแสไฟย้อนกลับในระยะยาวอาจทำให้ส่วนประกอบได้รับความร้อน กล่องรวมสัญญาณไหม้ และแม้กระทั่งไฟไหม้
ความล้มเหลวในการตรวจสอบ: การไหลย้อนกลับในปัจจุบันอาจรบกวนการตัดสินใจที่แม่นยำของระบบตรวจสอบเกี่ยวกับสถานะของส่วนประกอบ เพิ่มความยากในการใช้งานและการบำรุงรักษา
ด้วยการติดตั้งไดโอดป้องกันกระแสย้อนกลับ จึงสามารถปิดกั้นกระแสย้อนกลับได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบยังคงมีเสถียรภาพภายในช่วงการออกแบบ และปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
3 ตำแหน่งการติดตั้ง: รูปแบบที่แตกต่างของโครงสร้างวงจร
บายพาสไดโอด: การป้องกันระดับส่วนประกอบ
โดยปกติบายพาสไดโอดจะติดตั้งอยู่ในกล่องรวมสัญญาณของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์และเชื่อมต่อแบบขนานย้อนกลับกับชุดแบตเตอรี่ แต่ละส่วนประกอบสามารถกำหนดค่าด้วยไดโอดบายพาส 1-3 ตัว ขึ้นอยู่กับการออกแบบส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบของเซลล์แบตเตอรี่ 60 เซลล์อาจใช้ไดโอดบายพาส 2 ตัว แต่ละไดโอดจะป้องกันเซลล์แบตเตอรี่ 30 เซลล์ หากใช้ไดโอด 3 ตัว แต่ละเซลล์ที่มีการป้องกันเซลล์แบตเตอรี่ 20 เซลล์จะสามารถแยกพื้นที่ข้อบกพร่องได้ละเอียดยิ่งขึ้น และลดการสูญเสียพลังงานของเซลล์แบตเตอรี่ปกติ

Anti Reverse Diode: การป้องกันระดับระบบ
โดยปกติแล้วไดโอดป้องกันการย้อนกลับจะถูกติดตั้งที่อินพุตของกล่อง DC Combiner หรืออินเวอร์เตอร์ ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมในวงจรเอาต์พุตของสตริง ในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ แต่ละขั้วเอาต์พุตแบบสตริงอาจติดตั้งไดโอดป้องกันการย้อนกลับหนึ่งตัว ในกล่อง Combiner หลายสายอาจแชร์โมดูลไดโอดป้องกันการย้อนกลับหนึ่งโมดูลหลังจากมาบรรจบกันเพื่อลดต้นทุนและการยึดครองพื้นที่ ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 1MW มีสตริง 20 50kW และสามารถกำหนดค่าโมดูลไดโอดป้องกันการย้อนกลับ 4 โมดูลในกล่อง Combiner โดยแต่ละโมดูลจะป้องกัน 5 สาย

4 เกณฑ์การคัดเลือก: ข้อกำหนดที่แตกต่างสำหรับการจับคู่พารามิเตอร์
บายพาสไดโอด: ความต้านทานแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟ และความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญ
การเลือกไดโอดบายพาสต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

แรงดันไฟฟ้าทนย้อนกลับ: จะต้องมากกว่า 1.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น หากแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของส่วนประกอบคือ 45V แรงดันไฟฟ้าทนย้อนกลับของไดโอดบายพาสจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 67.5V;
กระแสไปข้างหน้า: ควรมากกว่า 1.2 เท่าของกระแสลัดวงจร-ของส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น ถ้ากระแสลัดวงจร-ของส่วนประกอบคือ 9A กระแสไปข้างหน้าของไดโอดบายพาสจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 10.8A;
ความต้านทานความร้อนและอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ: จำเป็นต้องพิจารณาสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงภายในส่วนประกอบ (โดยปกติจะสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม 20-30 องศา) และเลือกไดโอดที่มีความต้านทานความร้อนต่ำและมีอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อสูง ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิภายในของส่วนประกอบสามารถสูงถึง 85 องศา อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อไดโอดจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 125 องศา ;
แรงดันตกคร่อม: ยิ่งแรงดันตกคร่อมต่ำลง การสูญเสียพลังงานก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น โดยทั่วไปจะใช้ไดโอด Schottky ในส่วนประกอบที่มีกำลังต่ำ-เนื่องจากแรงดันตกคร่อม (0.2-0.3V) ในขณะที่ไดโอดแบบเรียงกระแสแบบซิลิคอน (แรงดันตกคร่อม 0.7-1V) เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีกำลังสูง
ไดโอดป้องกันย้อนกลับ: ความต้านทานแรงดันไฟฟ้า กระแส และการกระจายความร้อนเป็นหลัก
การเลือกไดโอดป้องกันการย้อนกลับต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

แรงดันไฟฟ้าทนย้อนกลับ: จะต้องมากกว่าสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการทำงานของระบบ ตัวอย่างเช่น ถ้าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบคือ 1,000V แรงดันไฟฟ้าทนย้อนกลับของไดโอดป้องกันการถอยหลังจะต้องมีมากกว่าหรือเท่ากับ 2000V
กระแสไปข้างหน้า: จะต้องมากกว่า 1.5 เท่าของกระแสเอาต์พุตสูงสุดของสตริง ตัวอย่างเช่น ถ้ากระแสไฟขาออกสูงสุดของสายอักขระบางตัวคือ 12A กระแสไปข้างหน้าของไดโอดป้องกันการย้อนกลับจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 18A;
การออกแบบการกระจายความร้อน: จำเป็นต้องพิจารณาสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงภายในกล่อง Combiner (ปกติจะสูงถึง 60-80 องศา ) และเลือกโมดูลที่มีความต้านทานความร้อนและตัวระบายความร้อนต่ำ ตัวอย่างเช่น ความต้านทานความร้อนของโมดูลไดโอดป้องกันการย้อนกลับบางตัวคือ 0.5 องศา /W ซึ่งสามารถลดอุณหภูมิทางแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพ
แรงดันไฟฟ้าตกและการใช้พลังงาน: ยิ่งแรงดันไฟฟ้าตกต่ำเท่าไร ประสิทธิภาพของระบบก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แรงดันไฟฟ้าตกของโมดูลไดโอดป้องกันการย้อนกลับเฉพาะของเซลล์แสงอาทิตย์สามารถต่ำได้ถึง 1.0-1.5V ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานลง 20% -30% เมื่อเทียบกับโมดูลทั่วไป (1.5-2V)
5 กรณีการใช้งานจริง: การสำแดงคุณค่าของการทำงานร่วมกันโดยทั่วไป
กรณีที่ 1: การเพิ่มประสิทธิภาพของบายพาสไดโอดในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 50MW
เดิมโรงไฟฟ้าได้รับการออกแบบให้มีไดโอดบายพาสหนึ่งตัวต่อส่วนประกอบ แต่ต่อมาพบว่าการสูญเสียพลังงานยังคงสูงถึง 15% เมื่อถูกกีดขวางบางส่วน เมื่อใช้รูปแบบการใช้ไดโอดบายพาส 3 ตัวต่อส่วนประกอบ การสูญเสียพลังงานจะลดลงเหลือต่ำกว่า 5% และการผลิตไฟฟ้าต่อปีจะเพิ่มขึ้นประมาณ 2% ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิจุดร้อนลดลงจาก 120 องศาเป็น 70 องศา และอัตราความล้มเหลวของส่วนประกอบลดลง 40%

กรณีที่ 2: การติดตั้งไดโอดแบบป้องกันการย้อนกลับของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 10MW
เดิมทีโรงไฟฟ้าไม่ได้ติดตั้งไดโอดป้องกันการถอยหลัง และกระแสไหลย้อนกลับระหว่างซีรีส์นี้ส่งผลให้สูญเสียประสิทธิภาพของระบบไป 8% และเกิดอุบัติเหตุกล่องรวมสัญญาณเสียหาย 3-5 ครั้งทุกปี ด้วยการติดตั้งโมดูลไดโอดป้องกันการย้อนกลับเฉพาะไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในกล่อง Combiner ประสิทธิภาพของระบบดีขึ้น 5% อัตราความล้มเหลวของกล่องรวมสัญญาณลดลงเหลือศูนย์ และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาลดลง 30%