Sự khác biệt giữa diode bypass và diode chống ngược là gì?

1, Nguyên lý làm việc: Ứng dụng khác biệt của độ dẫn điện một chiều
Diode bỏ qua: bộ bảo vệ tích cực cho hiệu ứng điểm nóng
Điốt rẽ nhánh được kết nối song song ngược với cả hai đầu của mô-đun quang điện, tận dụng tính dẫn điện một chiều của điốt để đạt được khả năng bảo vệ điểm nhiệt. Khi điện áp đầu ra của một bộ phận giảm do tắc nghẽn cục bộ, trục trặc hoặc lão hóa, diode sẽ dẫn theo hướng thuận, làm đoản mạch bộ phận bị lỗi và cho phép dòng điện đi qua khu vực có vấn đề. Ví dụ, một mô-đun quang điện nhất định bao gồm 36 pin mặt trời được mắc nối tiếp. Nếu một trong số chúng không thể tạo ra điện do bị che khuất, điện trở tương đương của nó sẽ tăng đột ngột và tổng điện áp của mạch nối tiếp sẽ tập trung vào tế bào đó, dẫn đến các điểm nhiệt-có nhiệt độ cao. Lúc này, diode bypass song song sẽ tiến hành, bỏ qua cell pin bị lỗi để ngăn nó trở thành tải và tiêu thụ năng lượng từ các cell pin bình thường khác. Đồng thời, nó giúp vật liệu đóng gói không bị biến dạng hoặc pin bị nứt do nhiệt độ linh kiện quá cao.

Diode chống đảo ngược: bộ chặn thụ động dòng điện ngược
Điốt chống đảo ngược được mắc nối tiếp với các chuỗi quang điện hoặc hộp tổ hợp DC, sử dụng tính dẫn điện một chiều để ngăn dòng điện ngược. Các chức năng cốt lõi của nó bao gồm:

Chống dòng điện ngược của pin: Trong hệ thống quang điện độc lập, khi các bộ phận không tạo ra điện vào ban đêm, diode chống ngược có thể chặn dòng điện ngược của pin vào các bộ phận, tránh làm nóng và hư hỏng bộ phận;
Chống tương tác chuỗi: Trong các chuỗi song song, nếu một nhánh bị giảm điện áp đầu ra do bóng hoặc lỗi, thì diode chống đảo ngược có thể chặn dòng điện từ nhánh điện áp cao chảy ngược về nhánh điện áp thấp, ngăn không cho điện áp đầu ra tổng thể giảm xuống. Ví dụ, một trạm năng lượng quang điện có 10 dây. Nếu một chuỗi bị giảm điện áp đầu ra do tuyết phủ và không lắp đi-ốt chống đảo ngược, dòng điện của các chuỗi khác sẽ tạo thành dòng điện tuần hoàn qua chuỗi bị lỗi, dẫn đến mất hiệu suất hệ thống; Sau khi lắp điốt chống ngược, dây bị lỗi sẽ được cách ly và điện áp đầu ra của hệ thống vẫn ổn định.
2, Vai trò cốt lõi: Phân công lao động khác biệt để định vị chức năng
Diode bypass: đảm bảo kép về hiệu quả và an toàn
Giá trị cốt lõi của điốt bypass nằm ở việc duy trì hiệu suất phát điện của hệ thống và độ an toàn của linh kiện. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy các bộ phận không có điốt nối tắt có thể giảm công suất đầu ra từ 30% -50% khi bị cản trở một phần và nhiệt độ điểm nóng có thể lên tới trên 150 độ, đe dọa nghiêm trọng đến tuổi thọ của các bộ phận; Sau khi định cấu hình diode bypass, tổn thất điện năng có thể được kiểm soát trong vòng 5% và nhiệt độ điểm nóng có thể giảm xuống dưới 80 độ. Ngoài ra, điốt bypass có thể giảm thời gian ngừng hoạt động của hệ thống do lỗi linh kiện và cải thiện hiệu quả hoạt động.

Diode chống đảo ngược: nền tảng cho sự ổn định của hệ thống
Chức năng cốt lõi của điốt chống đảo ngược là duy trì sự ổn định điện áp hệ thống và hiệu quả sử dụng năng lượng. Trong các nhà máy quang điện lớn, sự chênh lệch điện áp giữa các dây có thể gây ra dòng điện ngược, dẫn đến các vấn đề sau:

Tổn thất năng lượng: Dòng điện ngược tiêu thụ năng lượng phát điện hiệu quả, làm giảm hiệu suất tổng thể của hệ thống;
Hư hỏng thiết bị: Dòng điện ngược dài hạn có thể gây nóng các bộ phận, cháy hộp nối và thậm chí cháy;
Lỗi giám sát: Dòng chảy ngược có thể cản trở việc đánh giá chính xác trạng thái thành phần của hệ thống giám sát, làm tăng độ khó vận hành và bảo trì.
Bằng cách lắp đặt điốt chống đảo ngược, dòng điện ngược có thể được chặn một cách hiệu quả, đảm bảo điện áp hệ thống vẫn ổn định trong phạm vi thiết kế và cải thiện hiệu suất truyền năng lượng cũng như độ tin cậy của thiết bị.
3, Vị trí lắp đặt: Bố trí cấu trúc liên kết mạch khác nhau
Diode bypass: bảo vệ mức thành phần
Diode bypass thường được tích hợp vào hộp nối của mô-đun quang điện và được kết nối song song ngược với bộ pin. Tùy thuộc vào thiết kế thành phần, mỗi thành phần có thể được cấu hình với 1-3 điốt rẽ nhánh. Ví dụ, một linh kiện gồm 60 cell pin có thể sử dụng 2 diode bypass, mỗi diode bảo vệ 30 cell pin; Nếu sử dụng 3 điốt, mỗi điốt bảo vệ 20 ô pin có thể cách ly vùng lỗi tốt hơn và giảm tổn thất điện năng của các ô pin thông thường.

Diode chống đảo ngược: bảo vệ cấp hệ thống
Điốt chống ngược thường được lắp đặt ở đầu vào của hộp tổ hợp DC hoặc bộ biến tần, mắc nối tiếp ở mạch đầu ra của chuỗi. Trong các nhà máy điện lớn, mỗi đầu ra chuỗi có thể được trang bị một điốt chống ngược; Trong hộp tổ hợp, nhiều chuỗi có thể chia sẻ một mô-đun diode chống đảo ngược sau khi hội tụ để giảm chi phí và chiếm dụng không gian. Ví dụ: một trạm quang điện 1MW chứa các chuỗi 20 50kW và 4 mô-đun đi-ốt chống đảo ngược có thể được cấu hình trong hộp tổ hợp, mỗi mô-đun bảo vệ 5 chuỗi.

4, Tiêu chí lựa chọn: Yêu cầu khác biệt về khớp thông số
Diode bypass: Điện trở, dòng điện và hiệu suất nhiệt là những yếu tố chính
Việc lựa chọn điốt bypass phải đáp ứng các yêu cầu thông số sau:

Điện áp chịu ngược: Cần lớn hơn 1,5 lần điện áp hở mạch của linh kiện. Ví dụ: nếu điện áp mạch hở của một bộ phận là 45V thì điện áp chịu được ngược của diode bypass cần phải Lớn hơn hoặc bằng 67,5V;
Dòng điện thuận: Nó phải lớn hơn 1,2 lần dòng điện ngắn mạch-của thành phần. Ví dụ: nếu dòng điện ngắn mạch-của một thành phần là 9A thì dòng điện chuyển tiếp của điốt rẽ nhánh cần phải Lớn hơn hoặc bằng 10,8A;
Khả năng chịu nhiệt và nhiệt độ điểm nối: Cần xem xét môi trường nhiệt độ cao bên trong bộ phận (thường cao hơn nhiệt độ môi trường 20-30 độ) và chọn điốt có điện trở nhiệt thấp và nhiệt độ điểm nối cao. Ví dụ: nếu nhiệt độ bên trong của một bộ phận có thể đạt tới 85 độ thì nhiệt độ điểm nối diode cần phải Lớn hơn hoặc bằng 125 độ;
Giảm áp suất: Giảm áp suất càng thấp thì tổn thất điện năng càng nhỏ. Điốt Schottky thường được sử dụng trong các bộ phận có-công suất thấp do sụt áp (0,2-0,3V), trong khi điốt chỉnh lưu silicon (giảm điện áp 0,7-1V) phù hợp với các bộ phận có công suất cao.
Diode chống đảo ngược: Điện trở, dòng điện và tản nhiệt là cốt lõi
Việc lựa chọn điốt chống ngược phải đáp ứng các yêu cầu về thông số sau:

Điện áp chịu ngược: Cần lớn hơn hai lần điện áp hoạt động tối đa của hệ thống. Ví dụ: nếu điện áp hoạt động tối đa của hệ thống là 1000V thì điện áp chịu được ngược của diode chống đảo ngược cần phải Lớn hơn hoặc bằng 2000V;
Dòng chuyển tiếp: Nó cần lớn hơn 1,5 lần dòng đầu ra tối đa của chuỗi. Ví dụ: nếu dòng điện đầu ra tối đa của một chuỗi nhất định là 12A thì dòng chuyển tiếp của diode chống ngược cần phải Lớn hơn hoặc bằng 18A;
Thiết kế tản nhiệt: Cần xem xét môi trường nhiệt độ cao bên trong hộp tổ hợp (thường lên tới 60-80 độ) và chọn các mô-đun có khả năng chịu nhiệt và tản nhiệt thấp. Ví dụ, điện trở nhiệt của một mô-đun diode chống đảo ngược nhất định là 0,5 độ /W, có thể làm giảm nhiệt độ đường giao nhau một cách hiệu quả;
Sụt áp và tiêu thụ điện năng: Sụt áp càng thấp thì hiệu suất hệ thống càng cao. Độ sụt điện áp của mô-đun diode chống ngược chuyên dụng quang điện có thể thấp tới 1,0-1,5V, giảm mức tiêu thụ điện năng 20% ​​-30% so với các mô-đun thông thường (1,5-2V).
5, Trường hợp ứng dụng thực tế: biểu hiện điển hình của giá trị hợp tác
Trường hợp 1: Tối ưu hóa điốt bypass trong nhà máy quang điện 50MW
Nhà máy điện ban đầu được thiết kế với một diode rẽ nhánh cho mỗi bộ phận, nhưng sau đó người ta phát hiện ra rằng tổn thất điện năng vẫn lên tới 15% khi bị cản trở một phần. Bằng cách áp dụng sơ đồ sử dụng 3 điốt rẽ nhánh cho mỗi thành phần, tổn thất điện năng giảm xuống dưới 5% và sản lượng điện phát ra hàng năm tăng khoảng 2%. Đồng thời, nhiệt độ điểm nóng giảm từ 120 độ xuống 70 độ và tỷ lệ hỏng hóc linh kiện giảm 40%.

Trường hợp 2: Trang bị thêm diode chống đảo ngược của nhà máy quang điện 10MW
Nhà máy điện ban đầu không được trang bị điốt chống đảo ngược, dòng điện ngược giữa các dãy dẫn đến hiệu suất hệ thống giảm 8% và 3-5 vụ cháy hộp nối xảy ra hàng năm. Bằng cách lắp đặt các mô-đun đi-ốt chống đảo ngược dành riêng cho quang điện trong hộp tổ hợp, hiệu suất hệ thống được cải thiện 5%, tỷ lệ hỏng hộp nối giảm xuống 0 và chi phí vận hành và bảo trì giảm 30%.