Trong mảng vuông pin mặt trời, diode là một thiết bị rất phổ biến.Các điốt thường được sử dụng về cơ bản là điốt chỉnh lưu silicon.Khi lựa chọn, hãy để lại một lề trong thông số kỹ thuật để tránh hư hỏng do hỏng hóc.Nói chung, điện áp đánh thủng đỉnh ngược và dòng điện vận hành tối đa phải lớn hơn hai lần điện áp hoạt động và dòng điện vận hành tối đa.Điốt chủ yếu được chia thành hai loại trong hệ thống phát điện quang điện mặt trời.
1. Diode chống ngược (Chống ngược dòng)
Một trong những chức năng củadiode chống đảo ngượclà để ngăn dòng điện của pin từ mô-đun pin mặt trời hoặc mảng vuông bị đảo ngược sang mô-đun hoặc mảng vuông khi không tạo ra điện, điều này không chỉ tiêu tốn năng lượng mà còn khiến mô-đun hoặc mảng vuông bị hỏng. nóng lên hoặc thậm chí bị hư hỏng;Chức năng thứ hai là ngăn dòng điện chạy giữa các nhánh của mảng vuông trong mảng pin. Điều này là do điện áp đầu ra của mỗi nhánh nối tiếp không thể tuyệt đối bằng nhau, luôn có sự chênh lệch giữa điện áp cao và thấp của từng nhánh, hoặc điện áp đầu ra của một nhánh bị giảm do sự cố hoặc bóng che, và dòng điện của nhánh cao áp sẽ chạy sang nhánh hạ thế, hoặc thậm chí điện áp đầu ra của toàn bộ mảng vuông sẽ giảm.Hiện tượng này có thể tránh được bằng cách mắc nối tiếp các điốt chống sạc ngược ở mỗi nhánh.
Trong hệ thống phát điện quang điện độc lập, một số mạch điều khiển quang điện đã được kết nối với điốt chống sạc ngược, nghĩa là khi bộ điều khiển có chức năng chống sạc ngược thì đầu ra thành phần không cần kết nối với điốt.
Diode chống đảo ngược có điện áp chuyển tiếp giảm và sẽ có mức tiêu thụ điện năng nhất định khi mắc nối tiếp trong mạch.Độ giảm điện áp của diode chỉnh lưu silicon thường được sử dụng là khoảng 0,7V, và ống công suất cao có thể đạt 1 ~ 20,3V, nhưng điện áp chịu được và công suất nhỏ, phù hợp cho các ứng dụng công suất thấp.
Điốt chống đảo ngược PV cần phải có các đặc điểm sau:
1. Điện áp cao: thường cần vượt quá 1500V, vì mảng quang điện tối đa sẽ đạt hoặc vượt quá 1000V.
2. Tiêu thụ điện năng thấp, nghĩa là điện trở bật (trở kháng trạng thái càng nhỏ càng tốt, thường dưới 0,8 ~ 0,9V): Vì hệ thống quang điện cần duy trì hiệu suất cao của toàn hệ thống, nên nguồn điện mức tiêu thụ của diode chống đảo ngược trong hộp tổ hợp phải càng nhỏ càng tốt.
3. Khả năng tản nhiệt tốt (cần có khả năng chịu nhiệt thấp và tản nhiệt tốt): Do môi trường làm việc của hộp tổ hợp quang điện thường kém nên diode chống ngược cần phải có khả năng tản nhiệt tốt và thông thường cũng cần phải có xem xét các điều kiện khí hậu như Gobi và cao nguyên.
2. Điốt bỏ qua
Khi có nhiều mô-đun pin mặt trời được mắc nối tiếp để tạo thành mảng ô vuông hoặc nhánh của mảng ô vuông, cần mắc một (hoặc 2 ~ 3) điốt song song ngược ở cực đầu ra dương và âm của mỗi pin bảng điều khiển.Các điốt mắc song song ở cả hai đầu của linh kiện được gọi là điốt rẽ nhánh.
Chức năng của diode bypass là ngăn không cho một thành phần nào đó trong mảng vuông hoặc một phần nào đó của thành phần đó bị bóng mờ hoặc gặp trục trặc dẫn đến ngừng phát điện.Độ phân cực thuận sẽ được hình thành ở cả hai đầu của diode bypass thành phần để làm cho diode dẫn điện.Dòng điện làm việc của chuỗi bỏ qua thành phần bị lỗi và chạy qua diode, điều này không ảnh hưởng đến việc phát điện của các thành phần thông thường khác.Đồng thời, nó cũng bảo vệ thành phần bỏ qua khỏi bị hư hỏng do độ lệch thuận cao hoặc quá nhiệt do “hiệu ứng điểm nóng”.
Điốt bypass thường được lắp đặt trực tiếp trong hộp nối.Tùy theo công suất của các bộ phận và số lượng chuỗi cell pin mà từ 1 đến 3 điốt được lắp đặt.
Điốt bỏ qua không cần thiết trong mọi tình huống.Khi các thành phần được sử dụng riêng lẻ hoặc song song, chúng không cần kết nối với diode.Trong trường hợp số lượng linh kiện mắc nối tiếp ít và môi trường làm việc tốt, cũng có thể cân nhắc không sử dụng điốt rẽ nhánh.
Nguyên lý của mạch bảo vệ điốt
Chức năng phổ biến nhất của diode là chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một hướng duy nhất (gọi là phân cực thuận) và chặn theo hướng ngược lại (gọi là phân cực ngược).
Khi tạo ra điện áp thuận, sự triệt tiêu lẫn nhau của điện trường ngoài và điện trường tự tạo sẽ làm tăng dòng khuếch tán của các hạt tải điện và gây ra dòng điện thuận (tức là nguyên nhân dẫn điện).
Khi tạo ra điện áp ngược, điện trường ngoài và điện trường tự tạo được tăng cường hơn nữa, tạo thành dòng bão hòa ngược I0 không liên quan gì đến điện áp phân cực ngược trong một dải điện áp ngược nhất định (đây là lý do do không dẫn điện).
Khi có sự phân cực điện áp ngược bên ngoài, điện trường bên ngoài và điện trường tự tạo được tăng cường hơn nữa, tạo thành dòng điện bão hòa ngược I0 độc lập với giá trị điện áp phân cực ngược trong một phạm vi điện áp ngược nhất định.
2022-09-08
