Kā noteikt, vai saules enerģijas sistēmā ir bojātas diodes?

一, Diožu galvenā loma un bojājumu risks saules enerģijas sistēmās
Diožu veidi un funkcijas
Apvada diode: paralēli savienota abos akumulatora virknes galos, nodrošinot alternatīvu strāvas ceļu, kad daži akumulatora elementi ir aizsprostoti vai sabojājušies, izvairoties no termiskā plankuma efekta (pastāvīgs akumulatora elementu bojājums, ko izraisa vietēja pārkaršana).
Pretreversās uzlādes diode: savienota virknē starp fotoelektrisko bloku un kontrolieri, un tā neļauj akumulatoram naktī vai lietainās dienās izlādēties pretējā virzienā caur fotoelektrisko paneli, tādējādi pasargājot akumulatora darbības laiku.
Bloķēšanas diode: tiek izmantota vairāku sēriju paralēlās sistēmās, lai novērstu strāvas atgriešanos zemas -jaudas sērijās, nodrošinot katras sērijas neatkarīgu darbību.
Tipiskas diodes bojājumu sekas
Siltuma punkta efekts pastiprinās: pēc apvada diodes atteices bloķētās akumulatora šūnas turpina izturēt pretējo spriegumu, un temperatūra var paaugstināties līdz vairāk nekā 200 grādiem, izraisot iepakojuma materiāla novecošanos un pat aizdegšanos.
Sistēmas enerģijas ražošanas samazināšanās: pretreversās uzlādes diodes īssavienojums var izraisīt akumulatora pašizlādi naktī, izraisot ikdienas elektroenerģijas zudumus līdz pat 5–10 %.
Iekārtas bojājumu risks: bloķējošās diodes bojājums var izraisīt virkņu cirkulāciju, savienotāju vai kabeļu aizdegšanos.
2, Vizuāla izpausme un sākotnējais spriedums par diodes bojājumiem
1. Izskata anomāliju noteikšana
Erozijas pēdas: parastas diodes virsma ir gluda, bet pēc bojājumiem var parādīties melnas apdeguma pēdas, plaisas vai tapas kušana (kā parādīts 1. attēlā). Piemēram, 5 kW fotoelektriskās sistēmas savienotājā radās karbonizācijas pēdas apvedceļa diodes bojājuma dēļ.
Iepakojuma deformācija: augsta temperatūra izraisa epoksīda sveķu vai plastmasas iepakojuma izplešanos, ko parasti novēro ilgstošas-pārslodzes vai īssavienojuma scenārijos.
Krāsu maiņa: silīcija materiāla diodes augstās temperatūrās mainīsies no melnas uz pelēkbaltas, ko var identificēt, salīdzinot sastāvdaļas no vienas partijas.
2 Sistēmas darbības traucējumi
Nesabalansēts virknes spriegums: izmantojiet multimetru, lai izmērītu katras virknes atvērtās ķēdes spriegumu. Ja vienas virknes spriegums ir ievērojami zemāks nekā citu virkņu spriegums (piemēram, par vairāk nekā 10% zemāks par nominālo vērtību), tas var būt saistīts ar apvada diodes vadītspējas kļūmi.
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), tas norāda, ka pretreversās uzlādes diode ir īssavienojums.
Nenormāla sildīšana: infrasarkanā termiskā attēlveidošanas ierīce nosaka diodes virsmas temperatūru. Normālai darba temperatūrai jābūt zem 85 grādiem. Ja vietējā temperatūra pārsniedz 120 grādus, iekārta nekavējoties jāaptur pārbaudei.
3, Profesionālas diodes bojājumu noteikšanas metodes
1 bezsaistes noteikšana (sistēmas strāvas padeves pārtraukums)
Pozitīva spiediena krituma tests:
Iestatiet multimetru diodes režīmā (vai 2V līdzstrāvas režīmā).
Savienojiet pozitīvo polu ar diodes anodu un negatīvo polu ar katodu un reģistrējiet tiešā sprieguma kritumu (VF).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V vai parāda OL (atvērta ķēde), tas norāda, ka diode ir atvērta ķēde; Ja VF<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Reversās noplūdes strāvas pārbaude:
Izmantojiet augstas{0}}precizitātes multimetru (piemēram, Fluke 87V) μA diapazonā.
Apgrieztā veidā pievienojiet diodi (pozitīvais pols ir savienots ar katodu un negatīvais pols ir savienots ar anodu) un pieslēdziet pretējo spriegumu (piemēram, 20 V).
Diodes parastajai reversās noplūdes strāvai jābūt mazākai par 1 μ A. Ja tā ir lielāka par 10 μ A, tas norāda uz izolācijas veiktspējas samazināšanos.
2 Tiešsaistes noteikšana (sistēmā ir strāva)
Dinamiskā strāvas uzraudzība:
Izmantojiet osciloskopu, lai uztvertu sprieguma viļņu formu pāri diodei.
Parastā apvada diode ir apgrieztā izslēgšanas stāvoklī, kad virkne ir normāla un spriegums ir tuvu virknes atvērtās ķēdes spriegumam; Kad virkne ir aizsprostota, diode vada uz priekšu un spriegums samazinās līdz apmēram VF.
Ja viļņu forma parāda nepārtrauktas virzības uz priekšu vai apgrieztās noplūdes strāvas svārstības, tas norāda uz diodes parametru novirzi.
Infrasarkanās termiskās attēlveidošanas pozicionēšana:
Ja ir pietiekami daudz saules gaismas, skenējiet diodes zonu ar infrasarkano termisko attēlu.
Normālai diodes temperatūrai jābūt tuvu apkārtējiem komponentiem. Ja vietējā temperatūra ir augstāka par 20 grādiem, tas var izraisīt pārkaršanu paaugstināta vadītspējas zuduma dēļ.
4, Diodes bojājumu pamatcēloņu analīze un profilakses pasākumi
1 Biežākie bojājumu cēloņi
Pārsprieguma pārspriegums: zibens spērieni vai tīkla svārstības izraisa diodes apgrieztā sprieguma pārsniegšanu nominālajā vērtībā (piemēram, ja 1N4007 VRRM ir 1000 V, faktiskai lietošanai ir nepieciešama 20% rezerve).
Pārstrāva un pārkaršana: nepareiza virkņu saskaņošana izraisa dažu diožu pārmērīgu strāvu ilgu laiku (piemēram, ja projektētā strāva ir 10 A, bet tā faktiski plūst 15 A).
Ražošanas defekti: virtuālas lodēšanas vai skaidu plaisas diodes iekšējā metalizācijas slānī, kuras ir grūti noteikt sākotnējā stadijā un pakāpeniski sabojājas pēc darbības.
Vides korozija: piekrastes vai augsta mitruma zonās diodes tapu oksidēšanās palielina kontaktu pretestību un paātrinātu novecošanos vietējās temperatūras paaugstināšanās dēļ.
2 Profilakses un uzturēšanas stratēģijas
Atlases optimizācija:
Apvedceļa diodes nominālajai strāvai ir jābūt lielākai par vai vienādai ar 1,25 reizes virknes īsslēguma strāvu, un reversajam spriegumam ir jābūt lielākam par vai vienādam ar 1,5 reizes sistēmas maksimālo spriegumu.
Pretreversās uzlādes diode ir jāizvēlas kā zema VF tipa diode (piemēram, SB5100, VF=0.45V), lai samazinātu enerģijas patēriņu nakts laikā.
Uzstādīšanas specifikācijas:
Savienojošā vada garumam starp diodi un akumulatora virkni jābūt mazākam par 30 cm, lai samazinātu parazītisko induktivitāti.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2W/m · K), lai nodrošinātu termisko pretestību<1 ℃/W.
Regulāra pārbaude:
Katru ceturksni skenējiet taustiņu diodes ar infrasarkano termisko kameru un izveidojiet temperatūras rekordus.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% vai noplūdes strāva, kas pārsniedz standartu.
5, gadījuma izpēte: diožu bojājumu problēmu novēršana 10 kW fotoelektriskajā sistēmā
1. Bojājuma parādība
Pēc 3 sistēmas darbības gadiem elektroenerģijas ražošana samazinājās par 15%, salīdzinot ar to pašu periodu, un nakts akumulatora bloka spriegums samazinājās no 51,2 V līdz 49,8 V.

2. Izmeklēšanas process
Izskata pārbaude: tika konstatēts, ka 2. virknes apvaddiodes iepakojums ir nedaudz izspiedies, un uz tapām bija oksidācijas pēdas.
Bezsaistes pārbaude:
Tiešā sprieguma krituma tests parāda VF=1.2V (normālā vērtība 0,6 V), kas norāda uz pretestības palielināšanos.
Reversās noplūdes strāvas tests ir 5 μA (normālā vērtība<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Sistēmas līmeņa pārbaude:
Pēc bojātās diodes nomaiņas 2. virknes spriegums atgriezās tādā pašā līmenī kā pārējām stīgām (36,5 V).
Naktī akumulatora bloka spriegums saglabājās stabils 51,0 V līmenī, un elektroenerģijas ražošana palielinājās līdz 98% no projektētās vērtības.
Pamatcēloņu analīze
Nepareiza izvēle: sākotnējā diodes nominālā strāva bija 8A, bet faktiskā virknes-īsslēguma strāva sasniedza 10A, kas paātrināja novecošanos ilgstošas-pārslodzes dēļ.
Nepietiekama siltuma izkliede: nav uzstādīta siltuma izlietne, diodes savienojuma temperatūra ilgstoši pārsniedz 125 grādus.