Apa perbedaan antara dioda bypass dan dioda anti mundur?

1, Prinsip kerja: Penerapan konduktivitas searah yang berbeda
Dioda bypass: pembela aktif efek hot spot
Dioda bypass dihubungkan secara paralel terbalik ke kedua ujung modul fotovoltaik, memanfaatkan konduktivitas searah dioda untuk mencapai perlindungan titik termal. Ketika tegangan keluaran suatu komponen menurun karena hambatan lokal, malfungsi, atau penuaan, dioda bekerja dalam arah maju, menyebabkan hubungan arus pendek pada komponen yang rusak dan memungkinkan arus melewati area yang bermasalah. Misalnya, modul fotovoltaik tertentu terdiri dari 36 sel surya yang dihubungkan secara seri. Jika salah satu darinya tidak dapat menghasilkan listrik karena bayangan, resistansi ekuivalennya akan tiba-tiba meningkat, dan tegangan total rangkaian seri akan terkonsentrasi pada sel tersebut, mengakibatkan-titik panas bersuhu tinggi. Pada titik ini, dioda bypass paralel bekerja, melewati sel baterai yang rusak untuk mencegahnya menjadi beban dan menghabiskan energi dari sel baterai normal lainnya. Pada saat yang sama, ini mencegah bahan kemasan berubah bentuk atau sel baterai retak karena suhu komponen yang berlebihan.

Dioda anti terbalik: pemblokir pasif arus balik saat ini
Dioda anti terbalik dihubungkan secara seri dengan string fotovoltaik atau kotak penggabung DC, memanfaatkan konduktivitas searah untuk mencegah aliran arus balik. Fungsi intinya meliputi:

Arus balik anti baterai: Dalam sistem fotovoltaik independen, ketika komponen tidak menghasilkan listrik di malam hari, dioda anti terbalik dapat memblokir aliran balik arus baterai ke komponen, menghindari pemanasan dan kerusakan komponen;
Injeksi timbal balik anti string: Pada string paralel, jika suatu cabang mengalami penurunan tegangan keluaran karena bayangan atau gangguan, dioda anti balik dapat memblokir arus dari cabang tegangan tinggi agar tidak mengalir kembali ke cabang tegangan rendah, mencegah tegangan keluaran keseluruhan turun. Misalnya, pembangkit listrik fotovoltaik berisi 10 string. Jika salah satu rangkaian mengalami penurunan tegangan keluaran karena tutupan salju dan tidak dipasang dioda anti balik, maka arus rangkaian lainnya akan membentuk arus sirkulasi melalui rangkaian yang rusak, sehingga mengakibatkan hilangnya efisiensi sistem; Setelah memasang dioda anti balik, rangkaian yang rusak diisolasi dan tegangan keluaran sistem tetap stabil.
2, Peran inti: Pembagian kerja yang dibedakan untuk posisi fungsional
Bypass diode: jaminan ganda efisiensi dan keamanan
Nilai inti dari dioda bypass terletak pada menjaga efisiensi pembangkitan listrik sistem dan keamanan komponen. Data eksperimental menunjukkan bahwa komponen tanpa dioda bypass dapat mengurangi daya keluaran sebesar 30% -50% ketika terhalang sebagian, dan suhu titik panas dapat mencapai lebih dari 150 derajat, yang secara serius mengancam masa pakai komponen; Setelah mengkonfigurasi dioda bypass, kehilangan daya dapat dikontrol dalam 5%, dan suhu titik panas dapat dikurangi hingga di bawah 80 derajat. Selain itu, dioda bypass dapat mengurangi waktu henti sistem yang disebabkan oleh kegagalan komponen dan meningkatkan efisiensi operasional.

Dioda anti terbalik: landasan stabilitas sistem
Fungsi inti dioda anti balik adalah menjaga kestabilan tegangan sistem dan efisiensi pemanfaatan energi. Pada pembangkit listrik fotovoltaik berukuran besar, perbedaan voltase antar rangkaian dapat menyebabkan arus balik, yang menyebabkan masalah berikut:

Kehilangan energi: Arus balik menghabiskan pembangkitan listrik yang efektif, sehingga mengurangi efisiensi sistem secara keseluruhan;
Kerusakan peralatan: Arus balik jangka panjang dapat menyebabkan komponen memanas, kotak sambungan terbakar, dan bahkan kebakaran;
Kegagalan pemantauan: Arus balik saat ini dapat mengganggu penilaian akurat status komponen oleh sistem pemantauan, sehingga meningkatkan kesulitan pengoperasian dan pemeliharaan.
Dengan memasang dioda anti mundur, arus balik dapat diblokir secara efektif, memastikan tegangan sistem tetap stabil dalam kisaran desain dan meningkatkan efisiensi transfer energi dan keandalan peralatan.
3, Lokasi instalasi: Tata letak topologi sirkuit yang berbeda
Bypass diode: perlindungan tingkat komponen
Dioda bypass biasanya dipasang pada kotak sambungan modul fotovoltaik dan dihubungkan secara paralel terbalik dengan unit baterai. Tergantung pada desain komponen, setiap komponen dapat dikonfigurasi dengan 1-3 dioda bypass. Misalnya, komponen 60 sel baterai dapat menggunakan 2 dioda bypass, masing-masing dioda melindungi 30 sel baterai; Jika 3 dioda digunakan, masing-masing melindungi 20 sel baterai dapat mengisolasi area kesalahan dengan lebih halus dan mengurangi hilangnya daya sel baterai normal.

Dioda anti terbalik: perlindungan tingkat sistem
Dioda anti balik biasanya dipasang pada masukan kotak penggabung DC atau inverter, dihubungkan secara seri pada rangkaian keluaran string. Di pembangkit listrik besar, setiap terminal keluaran string dapat dilengkapi dengan satu dioda anti terbalik; Dalam kotak penggabung, beberapa string dapat berbagi satu modul dioda anti terbalik setelah konvergen untuk mengurangi biaya dan penggunaan ruang. Misalnya, pembangkit listrik fotovoltaik 1MW berisi string 20 50kW, dan 4 modul dioda anti terbalik dapat dikonfigurasi dalam kotak penggabung, masing-masing modul melindungi 5 string.

4, Kriteria seleksi: Persyaratan yang berbeda untuk pencocokan parameter
Dioda bypass: Resistansi tegangan, kinerja arus dan termal adalah faktor kuncinya
Pemilihan dioda bypass harus memenuhi persyaratan parameter berikut:

Tegangan penahan terbalik: Harus lebih besar dari 1,5 kali tegangan rangkaian terbuka komponen. Misalnya, jika tegangan rangkaian terbuka suatu komponen adalah 45V, tegangan ketahanan balik dari dioda bypass harus lebih besar dari atau sama dengan 67,5V;
Arus maju: Arus ini harus lebih besar dari 1,2 kali arus hubung singkat komponen. Misalnya, jika arus hubung singkat suatu komponen adalah 9A, arus maju dioda bypass harus lebih besar dari atau sama dengan 10,8A;
Ketahanan termal dan suhu sambungan: Penting untuk mempertimbangkan lingkungan bersuhu tinggi di dalam komponen (biasanya 20-30 derajat lebih tinggi dari suhu sekitar), dan memilih dioda dengan ketahanan termal rendah dan suhu sambungan tinggi. Misalnya, jika suhu internal suatu komponen dapat mencapai 85 derajat, suhu sambungan dioda harus lebih besar dari atau sama dengan 125 derajat;
Penurunan tekanan: Semakin rendah penurunan tekanan, semakin kecil kehilangan daya. Dioda Schottky biasanya digunakan pada-komponen berdaya rendah karena penurunan tegangan (0,2-0,3V), sedangkan dioda penyearah silikon (penurunan tegangan 0,7-1V) cocok untuk komponen berdaya tinggi.
Dioda anti terbalik: Resistansi tegangan, arus dan pembuangan panas adalah intinya
Pemilihan dioda anti balik harus memenuhi persyaratan parameter berikut:

Tegangan penahan terbalik: Tegangan ini harus lebih besar dari dua kali tegangan operasi maksimum sistem. Misalnya, jika tegangan operasi maksimum suatu sistem adalah 1000V, tegangan penahan balik dari dioda anti balik harus lebih besar dari atau sama dengan 2000V;
Arus maju: Harus lebih besar dari 1,5 kali arus keluaran maksimum string. Misalnya, jika arus keluaran maksimum dari rangkaian tertentu adalah 12A, arus maju dioda anti mundur harus lebih besar dari atau sama dengan 18A;
Desain pembuangan panas: Penting untuk mempertimbangkan lingkungan suhu tinggi di dalam kotak penggabung (biasanya hingga 60-80 derajat), dan memilih modul dengan ketahanan termal dan heat sink yang rendah. Misalnya, ketahanan termal modul dioda anti balik tertentu adalah 0,5 derajat/W, yang secara efektif dapat mengurangi suhu sambungan;
Penurunan tegangan dan konsumsi daya: Semakin rendah penurunan tegangan, semakin tinggi efisiensi sistem. Penurunan tegangan modul dioda anti balik khusus fotovoltaik dapat serendah 1,0-1,5V, mengurangi konsumsi daya sebesar 20% -30% dibandingkan modul biasa (1,5-2V).
5, Kasus aplikasi praktis: manifestasi khas dari nilai kolaboratif
Kasus 1: Optimalisasi dioda bypass di pembangkit listrik fotovoltaik 50MW
Pembangkit listrik ini awalnya dirancang dengan satu dioda bypass per komponen, namun kemudian diketahui bahwa kehilangan daya masih mencapai 15% jika terhalang sebagian. Dengan mengadopsi skema penggunaan 3 dioda bypass per komponen, kehilangan daya berkurang hingga di bawah 5%, dan pembangkitan listrik tahunan meningkat sekitar 2%. Pada saat yang sama, suhu titik panas menurun dari 120 derajat menjadi 70 derajat, dan tingkat kegagalan komponen menurun sebesar 40%.

Kasus 2: Retrofit dioda anti terbalik pada pembangkit listrik fotovoltaik 10MW
Pembangkit listrik pada awalnya tidak dilengkapi dengan dioda anti mundur, dan arus balik antar seri mengakibatkan hilangnya efisiensi sistem sebesar 8%, dan 3-5 kecelakaan pemadaman kotak persimpangan terjadi setiap tahun. Dengan memasang modul dioda anti balik khusus fotovoltaik di kotak penggabung, efisiensi sistem ditingkatkan sebesar 5%, tingkat kegagalan kotak sambungan dikurangi menjadi nol, dan biaya pengoperasian dan pemeliharaan berkurang sebesar 30%.