Hogyan állapítható meg, hogy a napenergia-rendszerben lévő diódák sérültek-e?

一, A diódák alapvető szerepe és hibakockázata a napenergia-rendszerekben
A diódák típusai és funkciói
Bypass dióda: párhuzamosan csatlakozik az akkumulátorfüzér mindkét végén, alternatív áramutat biztosítva, ha egyes akkumulátorcellák elakadnak vagy meghibásodnak, elkerülve a hőfolt hatást (az akkumulátorcellák helyi túlmelegedés által okozott tartós károsodása).
Ellentétes töltés dióda: A fotovoltaikus tömb és a vezérlő közé sorba kapcsolva megakadályozza, hogy az akkumulátoregység a fotovoltaikus panelen keresztül fordított irányban lemerüljön éjszaka vagy esős napokon, így védi az akkumulátor élettartamát.
Blokkoló dióda: több soros párhuzamos rendszerben használják, hogy megakadályozza az áram visszaáramlását az alacsony teljesítményű sorozatokba, biztosítva az egyes sorozatok független működését.
A diódakárosodás tipikus következményei
A hőfolt hatás felerősödik: A bypass dióda meghibásodása után a blokkolt akkumulátorcellák továbbra is ellenállnak a fordított feszültségnek, és a hőmérséklet 200 fok fölé emelkedhet, ami a csomagolóanyag elöregedéséhez és akár a gyulladáshoz is vezethet.
A rendszer energiatermelésének csökkenése: A fordított töltődióda rövidzárlata az akkumulátorcsomag éjszakai önkisülését okozhatja, ami akár napi 5–10%-os áramveszteséget is eredményezhet.
A berendezés károsodásának veszélye: A blokkoló dióda meghibásodása húrok közötti keringést, a csatlakozók vagy kábelek égését okozhatja.
2, Vizuális megnyilvánulás és a dióda károsodásának előzetes megítélése
1. Megjelenési rendellenesség észlelése
Eróziós nyomok: A normál dióda felülete sima, de sérülés után fekete égési nyomok, repedések vagy csapolvadás jelenhetnek meg (lásd az 1. ábrát). Például egy 5 kW-os fotovoltaikus rendszernél a megkerülő dióda meghibásodása miatt elszenesedési nyomok voltak a csatlakozónál.
Csomagolás deformációja: A magas hőmérséklet az epoxigyanta vagy a műanyag csomagolás kitágulását okozza, ami gyakran előfordul hosszú távú túlterhelés vagy rövidzárlat esetén.
Színváltozás: A szilícium anyagú diódák feketéről szürke fehérre változnak magas hőmérsékleten, ami az azonos tételből származó alkatrészek összehasonlításával azonosítható.
2 A rendszer teljesítményének rendellenességei
Kiegyensúlyozatlan húrfeszültség: Multiméterrel mérje meg az egyes húrok nyitott áramköri feszültségét. Ha az egyik húr feszültsége lényegesen alacsonyabb, mint a többi húré (például több mint 10%-kal alacsonyabb a névleges értéknél), ennek oka lehet a bypass dióda vezetési hibája.
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), azt jelzi, hogy a fordított töltésgátló dióda rövidzárlatos.
Rendellenes felmelegedés: Az infravörös hőleképező készülék érzékeli a dióda felületi hőmérsékletét. A normál üzemi hőmérsékletnek 85 fok alatt kell lennie. Ha a helyi hőmérséklet meghaladja a 120 fokot, a gépet azonnal le kell állítani ellenőrzés céljából.
3, Professzionális kimutatási módszerek a dióda sérülésére
1 Offline észlelés (rendszer áramkimaradása)
Pozitív nyomásesés teszt:
Állítsa a multimétert dióda módba (vagy 2V DC módba).
Csatlakoztassa a pozitív pólust a dióda anódjához, a negatív pólust a katódhoz, és rögzítse az előremenő feszültségesést (VF).
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V vagy OL (nyílt áramkör) jelenik meg, ez azt jelzi, hogy a dióda megszakadt; Ha VF<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
Fordított szivárgási áram teszt:
Használjon nagy-precíziós multimétert (például Fluke 87V) a μ A tartományban.
Fordítsa meg a diódát (a pozitív pólus a katódhoz, a negatív pólus pedig az anódhoz csatlakozik), és alkalmazzon fordított feszültséget (például 20 V).
Egy dióda normál fordított szivárgási áramának 1 μ A-nál kisebbnek kell lennie. Ha nagyobb, mint 10 μ A, az a szigetelési teljesítmény csökkenését jelzi.
2 Online észlelés (a rendszer feszültség alatt van)
Dinamikus áramfigyelés:
Használjon oszcilloszkópot a feszültség hullámformájának rögzítésére a diódán.
A normál bypass dióda fordított vágási állapotban van, ha a húr normál, és a feszültség közel van a húr nyitott áramköri feszültségéhez; Ha a húr elakad, a dióda előrefelé vezet, és a feszültség VF körüli értékre esik.
Ha a hullámforma folyamatos előrevezető vagy fordított szivárgási áramingadozást mutat, az a dióda paramétereinek eltolódását jelzi.
Infravörös hőképi pozicionálás:
Szkennelje le a dióda területét infravörös hőkamerával, ha elegendő napfény van.
A normál dióda hőmérsékletnek közel kell lennie a környező alkatrészekhez. Ha a helyi hőmérséklet magasabb, mint 20 fok, az túlmelegedést okozhat a megnövekedett vezetési veszteség miatt.
4, A diódakárosodás alapvető okainak elemzése és megelőző intézkedések
1 A károk gyakori okai
Túlfeszültség túlfeszültség: Villámcsapás vagy hálózati ingadozás miatt a dióda fordított feszültsége meghaladja a névleges értéket (például amikor az 1N4007 VRRM 1000 V, a tényleges használathoz 20%-os tartalék szükséges).
Túláram és túlmelegedés: A nem megfelelő szálillesztés miatt egyes diódák túl sok áramot vezetnek hosszú ideig (például amikor a tervezett áram 10A, de valójában 15A).
Gyártási hibák: virtuális forrasztási vagy forrasztási repedések a dióda belső fémezési rétegében, amelyek kezdeti szakaszban nehezen észlelhetők, és működés után fokozatosan meghibásodnak.
Környezeti korrózió: Tengerparti vagy magas páratartalmú területeken a diódacsapok oxidációja megnövekedett érintkezési ellenálláshoz és a helyi hőmérséklet-emelkedés miatt felgyorsult öregedéshez vezet.
2 Megelőzési és karbantartási stratégiák
Kiválasztás optimalizálás:
A bypass dióda névleges áramának nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie, mint a húr rövidre{1}}áramának 1,25-szöröse, a fordított feszültségnek pedig nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie a rendszer maximális feszültségének 1,5-szeresével.
A fordított töltésgátló diódát alacsony VF-típusként kell kiválasztani (például SB5100, VF=0.45V), hogy csökkentse az éjszakai energiafogyasztást.
Telepítési specifikációk:
A dióda és az akkumulátor húr közötti összekötő vezeték hosszának 30 cm-nél rövidebbnek kell lennie a parazita induktivitás csökkentése érdekében.
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2W/m · K) a hőellenállás biztosítása érdekében<1 ℃/W.
Rendszeres tesztelés:
Negyedévente olvassa be a kulcsdiódákat infravörös hőkamerával, és készítsen hőmérsékleti rekordokat.
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% vagy a szabványt meghaladó szivárgási áram.
5, Esettanulmány: Diódahibák hibaelhárítása 10 kW-os fotovoltaikus rendszerben
1. Hibajelenség
3 év rendszerüzem után az áramtermelés 15%-kal csökkent ugyanebben az időszakban, és az éjszakai akkumulátorcsomag feszültsége 51,2 V-ról 49,8 V-ra esett vissza.

2. Vizsgálati folyamat
Megjelenési vizsgálat: Megállapítást nyert, hogy a 2. húrban lévő bypass dióda csomagolása enyhén kidudorodtak, a csapokon oxidációs nyomok láthatók.
Offline tesztelés:
Az előremenő feszültségesés teszt VF=1.2V-t mutat (normál érték 0,6 V), ami az ellenállás növekedését jelzi.
A fordított szivárgási áram tesztje 5 μA (normál érték<1 μ A), and the insulation performance decreases.
Rendszerszintű ellenőrzés:
A hibás dióda cseréje után a 2. húr feszültsége visszatért a többi húréval megegyező szintre (36,5V).
Éjszaka az akkumulátorcsomag feszültsége stabilan 51,0 V-on maradt, és az energiatermelés a tervezési érték 98%-ára nőtt.
A kiváltó ok elemzése
Helytelen választás: A dióda eredeti névleges árama 8A volt, de a húr tényleges zárlati árama elérte a 10A-t, ami felgyorsította az öregedést a hosszú távú túlterhelés miatt.
Nem megfelelő hőelvezetés: Nincs hűtőborda beépítve, a dióda csatlakozási hőmérséklete hosszú ideig meghaladja a 125 fokot.