Sut mae deuodau yn atal celloedd solar rhag gollwng yn y nos?

1, Egwyddor dechnegol: adeiladu dargludedd un cyfeiriad o rwystr ynni
Nodwedd graidd deuod yw ei ddargludedd uncyfeiriad - mae ond yn caniatáu i gerrynt lifo o'r anod (A) i'r catod (K), ac mae'n arddangos cyflwr gwrthiant uchel o dan foltedd gwrthdro. Mae'r nodwedd hon yn ffurfio dwy amddiffyniad allweddol mewn systemau ynni solar:
Mecanwaith codi tâl gwrth-wrthdro (blocio).
Pan fydd foltedd y panel solar yn y nos yn is na foltedd y batri, heb fesurau amddiffynnol, bydd y cerrynt yn ffurfio cylched o'r batri trwy'r panel, gan arwain at golli ynni'r batri. Mae'r deuod blocio (fel deuod Schottky) sydd wedi'i gysylltu mewn cyfres rhwng y panel solar a'r batri yn torri i ffwrdd o dan foltedd gwrthdro, gan rwystro llif gwrthdro'r cerrynt. Er enghraifft, mewn system ynni solar 12V benodol, defnyddir deuodau Schottky SS14 (gwrthsefyll foltedd 40V, cerrynt graddedig 1A), gyda gostyngiad mewn foltedd ymlaen o ddim ond 0.2V a cherrynt gollyngiadau gwrthdro<0.1 μ A, which can effectively prevent the backflow of 0.5A level current at night.
Diogelu effaith man poeth
Mewn golygfeydd sydd wedi'u cuddio'n rhannol, mae'r celloedd batri cudd yn dod yn llwythi oherwydd eu hanallu i gynhyrchu trydan, a gall foltedd uchel celloedd arferol eraill achosi iddynt ddadelfennu, gan arwain at dymheredd uchel lleol (mannau poeth). Mae'r deuod dargyfeiriol (fel deuod unionydd 1N4007) sydd wedi'i gysylltu'n gyfochrog ar ddau ben y modiwl batri yn dargludo dan ogwydd gwrthdro i gylchedio'r gydran ddiffygiol yn fyr ac osgoi effaith man poeth. Mae data prawf math penodol o fodiwl batri 60 cell yn dangos, pan nad yw'r deuod ffordd osgoi wedi'i osod, mae rhwystr lleol yn achosi tymheredd y modiwl i godi i 85 gradd, tra ar ôl ei osod, rheolir y tymheredd o fewn 45 gradd.
2, Senario cais: Cwmpas llawn o systemau annibynnol i bensaernïaeth sy'n gysylltiedig â'r grid
Mae swyddogaeth gwrth-ollwng deuodau yn rhedeg trwy gymhwysiad senario llawn systemau ynni solar:
System ffotofoltäig annibynnol
Mewn systemau annibynnol fel cyflenwad pŵer a goleuadau stryd solar mewn ardaloedd anghysbell, deuodau blocio yw'r amddiffyniad olaf i atal batri rhag gollwng. Er enghraifft, mae prosiect golau stryd solar yn Nhalaith Qinghai yn defnyddio 18650 o becynnau batri lithiwm (foltedd nominal 3.7V), ac mae'r rheolwr codi tâl yn integreiddio deuodau Schottky SS16. Mewn saith diwrnod yn olynol o dywydd glawog, dim ond 0.3V y mae foltedd y batri yn gostwng, ac mae amser cyflenwad pŵer parhaus y system yn cael ei ymestyn 40%.
grid-system ffotofoltäig wedi'i chysylltu
Mewn gorsafoedd pŵer daear mawr, mae deuodau blocio a dyfeisiau gwrth-ôl-lif yn gweithio gyda'i gilydd i atal cerrynt rhag llifo yn ôl i'r arae ffotofoltäig yn ystod methiannau grid. Mae gorsaf bŵer ffotofoltäig 50MW yn yr Almaen yn mabwysiadu dyluniad modiwlaidd, gyda 20 modiwl wedi'u cysylltu mewn cyfres a deuodau blocio cyfochrog. Pan fydd y grid pŵer yn cael ei dorri i ffwrdd, mae amser ymateb y system yn llai na 10ms, gan osgoi difrod offer i bob pwrpas.
System ynni symudol
Mewn senarios deinamig fel dronau sy'n cael eu pweru gan yr haul a systemau ffotofoltäig wedi'u gosod ar gerbydau, mae angen i ddeuodau addasu i amgylcheddau llym megis dirgryniadau ac amrywiadau tymheredd. Mae crwydro dyfalbarhad NASA yn defnyddio deuodau wedi'u caledu gan ymbelydredd, gydag amser adfer o lai na 50ns yn yr ystod tymheredd o -120 gradd i +80 gradd , gan sicrhau sefydlogrwydd rheoli ynni yn ystod cylch nos dydd y blaned Mawrth.
3, Dewis dyfais: y grefft o gydbwyso perfformiad a chost
Mae dewis deuodau yn gofyn am ystyriaeth gynhwysfawr o baramedrau trydanol, addasrwydd amgylcheddol, ac effeithiolrwydd cost:
Optimeiddio cwymp pwysau ymlaen (Vf)
Mae cwymp foltedd deuodau blocio yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd y system. Gan gymryd system ffotofoltäig 100W fel enghraifft, wrth ddefnyddio deuodau silicon cyffredin (Vf=0.7V), mae'r golled ddyddiol yn cyrraedd 0.7Wh; ar ôl newid i ddeuodau Schottky (Vf=0.3V), mae'r golled yn gostwng i 0.3Wh, gan arbed tua 10.95kWh o drydan bob blwyddyn. Ar hyn o bryd, mae deuodau Schottky carbid silicon (SiC) (Vf=0.15V) wedi cyrraedd y cam masnachol, ond mae eu cost 3-5 gwaith yn fwy na dyfeisiau sy'n seiliedig ar silicon, gan eu gwneud yn addas ar gyfer senarios gwerth uchel.
Dyluniad diangen o foltedd gwrth-wrthsefyll (Vr) a chynhwysedd cerrynt (Os)
Amrediad amrywiad foltedd gweithredu systemau ffotofoltäig fel arfer yw ± 20%, ac mae angen dewis deuodau â Vr Mwy na neu'n hafal i 1.5 gwaith foltedd uchaf y system. Er enghraifft, dylai system 24V ddefnyddio dyfeisiau gyda Vr Mwy na neu'n hafal i 40V. O ran cynhwysedd cerrynt, mae angen i deuodau blocio wrthsefyll 1.2-1.5 gwaith y cerrynt cylched byr, tra bod angen i deuodau osgoi gyfateb i 1.1 gwaith uchafswm cerrynt allbwn y gydran.
Digollediad nodweddiadol tymheredd
Mae paramedrau'r deuod yn amrywio'n sylweddol gyda thymheredd. Gan gymryd deuod Schottky 1N5819 fel enghraifft, mae Vf=0.3V ar 25 gradd ac yn codi i 0.5V ar -40 gradd , sy'n ei gwneud hi'n anodd cychwyn ar dymheredd isel. Mae'r datrysiad yn cynnwys: defnyddio cylched iawndal tymheredd i addasu'r foltedd gogwydd yn ddeinamig, neu ddewis dyfeisiau sydd â nodweddion tymheredd isel wedi'u optimeiddio (fel STPS20L45CT).
4, Ymarfer y Diwydiant: O Gyfluniad Safonol i Uwchraddio Deallus
Mae'r diwydiant ffotofoltäig byd-eang wedi ffurfio datrysiad safonol ar gyfer cymwysiadau deuod ac mae'n parhau i esblygu tuag at ddeallusrwydd:
Y duedd o ddylunio integredig
Yn gyffredinol, mae modiwlau ffotofoltäig modern wedi cynnwys-mewn deuodau osgoi, gyda ffurfweddiad nodweddiadol o un deuod wedi'i gysylltu'n gyfochrog bob 18-24 cell batri. Mae'r modiwl Hi-MO 6 diweddaraf gan Longi Green Energy yn mabwysiadu dyluniad hollt 6 uned, gan integreiddio 3 deuod osgoi, gan leihau colled pŵer o 15% i lai na 5% o dan gysgod cysgodol.
Arloesedd Rheolwyr Deallus
Mae'r rheolydd MPPT cenhedlaeth newydd yn integreiddio cylched analog deuod rhaglenadwy ac yn cyflawni gostyngiad sero foltedd a chodi tâl gwrthdro trwy MOSFET. Ar ôl mabwysiadu'r dechnoleg hon, fe wnaeth gwrthdroyddion cyfres Huawei SUN2000 wella effeithlonrwydd system 1.2% a chynyddu cynhyrchiant pŵer blynyddol tua 140 kWh / kW.
Torri tir newydd mewn deunyddiau newydd
Mae'r deuod ymbelydredd thermol a ddatblygwyd gan Brifysgol De Cymru Newydd yn Awstralia yn cyflawni adferiad ynni yn ystod y nos trwy gynhyrchu pŵer gwahaniaeth tymheredd. Mae data prawf yn dangos, o dan wahaniaeth tymheredd o 20 gradd, bod pŵer allbwn tiwb sengl yn cyrraedd 64nW/cm ², gan ddarparu cronfeydd technegol wrth gefn ar gyfer systemau ffotofoltäig pob tywydd yn y dyfodol.