Pa annormaleddau y gall heneiddio deuodau eu hachosi mewn systemau ffotofoltäig?

1, Achosion technegol a mecanweithiau ffisegol heneiddio deuod
Mae heneiddio deuodau yn ganlyniad i weithred gyfunol diraddio deunydd a straen thermol trydanol, ac mae ei achosion craidd yn cynnwys:

Crynhoad straen thermol: Mae ystod tymheredd gweithredu modiwlau ffotofoltäig fel arfer -40 gradd i +85 gradd, ond gall tymheredd cyffordd deuodau osgoi fod yn fwy na 125 gradd pan fyddant mewn cyflwr dargludo (fel pan fyddant wedi'u lliwio). Bydd amgylchedd tymheredd uchel hirdymor yn cyflymu trylediad diffygion dellt silicon, gan arwain at ostyngiad mewn foltedd cynyddol (Vf) flwyddyn ar ôl blwyddyn. Mae data arbrofol yn dangos y gall Vf deuodau Schottky sy'n rhedeg am 5 mlynedd gynyddu o'r 0.3V cychwynnol i 0.5V, gyda chynnydd o 67% mewn colled dargludiad.
Sioc straen trydanol: Gall gorfoltedd dros dro a gynhyrchir gan ergydion mellt a gweithrediadau switsh (fel foltedd brig sy'n fwy na 100V mewn synwyryddion EL) achosi i derfynell PN y deuod chwalu, gan arwain at ddifrod cudd. Mewn achos penodol o offer pŵer ffotofoltäig, profodd 30% o'r deuodau ffordd osgoi ymchwydd mewn cerrynt gollyngiadau gwrthdro (Ir) o μ A i mA ar ôl taro mellt, gan arwain at gynnydd sylweddol yn y risg o redeg i ffwrdd thermol cydran.
Ocsidiad a llygredd deunydd: Pan fydd y blwch cyffordd wedi'i selio'n wael, gall ymwthiad anwedd dŵr gyflymu ocsidiad pinnau deuod, gan achosi i'r gwrthiant cyswllt (Rc) godi o filiohms i ohms. Dangosodd prawf labordy y gall gwrthiant cyswllt deuodau ocsidiedig gynyddu ymwrthedd cyfres (Rs) cydrannau 15% a gostwng y ffactor llenwi (FF) 8%.
2, Anomaledd lefel y gydran: o ddirywiad effeithlonrwydd i redeg i ffwrdd thermol
Mae effaith heneiddio deuod ar fodiwlau ffotofoltäig yn cael ei hadlewyrchu'n uniongyrchol yn y dirywiad mewn paramedrau perfformiad trydanol a methiant rheoli thermol:

Llai o effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer: Bydd cynnydd yn y gostyngiad mewn foltedd ymlaen yn cynyddu colled dargludiad yn uniongyrchol. Gan gymryd cerrynt o 20A fel enghraifft, pan fydd Vf yn cynyddu o 0.3V i 0.5V, mae defnydd pŵer un tiwb yn cynyddu o 6W i 10W, gan arwain at golled o 4% ym mhŵer allbwn y gydran. Os deuodau lluosog yn yr oes llinyn, efallai y bydd y golled gronnol yn fwy na 10%.
The hot spot effect intensifies: an increase in reverse leakage current (Ir>Bydd 10 μ A) yn achosi i'r celloedd batri sydd wedi'u rhwystro barhau i ddefnyddio ynni trydanol, gan arwain at godiad tymheredd lleol. Dangosodd prawf maes fod deuod ag Ir=50 μ A wedi achosi i dymheredd y gell batri wedi'i rhwystro fod 25 gradd yn uwch na'r arfer, gan gyflymu cracio'r gell batri a heneiddio'r deunydd pecynnu.
Risg o losgi blwch cyffordd: Gall y cynnydd dwbl mewn ymwrthedd cyswllt (Rc) a gostyngiad foltedd dargludiad (Vf) arwain at gylch dieflig: Rc yn cynyddu gan achosi gwresogi lleol → tymheredd cyffordd deuod yn codi → Vf yn codi ymhellach → gwresogi yn dod yn fwy difrifol. Mewn achos gorsaf bŵer, cynhyrchodd deuod â Rc=0.5 Ω 20W o golled gwres ar gerrynt 20A, gan danio deunydd inswleiddio'r blwch cyffordd yn y pen draw.
3, Anomaledd lefel y system: o ddiffyg cyfatebiaeth llinynnol i golled cynhyrchu pŵer
Bydd effaith heneiddio deuod ar systemau ffotofoltäig yn cael ei mwyhau trwy effeithiau rhaeadru:

Colli diffyg cyfatebiaeth llinyn: Mae deuodau heneiddio yn arwain at golli foltedd cylched agored (Voc) o is-linynnau cydrannau, gan achosi afluniad "cam fel" yng nghromlin I-V y llinyn. Mae efelychiad o orsaf bŵer ffotofoltäig 1MW yn dangos pan fydd 5% o'r deuodau ffordd osgoi yn heneiddio, mae colled pŵer pwynt pŵer uchaf (MPP) y llinyn yn cyrraedd 3.2%, ac mae'r cynhyrchiad pŵer blynyddol yn gostwng tua 28000 kWh.
Llai o effeithlonrwydd gwrthdröydd: Bydd amrywiadau yn foltedd allbwn y gyfres yn gorfodi'r gwrthdröydd i addasu ei bwynt gweithredu yn aml, gan leihau effeithlonrwydd trosi. Mae data arbrofol yn dangos, pan fydd yr ystod amrywiad foltedd yn ehangu o ± 2% i ± 5%, mae effeithlonrwydd gwrthdröydd yn gostwng o 98.5% i 97.2%.
Perygl diogelwch ochr DC: Gall deuodau heneiddio achosi risg o arcing DC. Pan fydd y deuod yn gylched agored, mae'r cerrynt llinynnol yn cael ei orfodi i basio trwy lwybrau eraill (fel cromfachau metel), gan ffurfio gollyngiad arc. Canfu ymchwiliad i ddamwain tân mai cylched agored y deuod yn y blwch cyffordd oedd achos uniongyrchol yr arc ochr DC.
4, Canfod a Diagnosis: O Arolygiad â Llaw i Fonitro Deallus
Er mwyn mynd i'r afael â phroblem heneiddio deuodau, mae angen creu system synhwyro aml-lefel:

Canfod delweddu thermol isgoch: Trwy ddefnyddio dyfais delweddu thermol manwl uchel wedi'i gosod ar drôn (fel y Zenith H30T, gyda chydraniad o 1280 × 1024), gellir nodi tymheredd annormal yn y blwch cyffordd. Mae mesuriad gwirioneddol gorsaf bŵer benodol yn dangos bod tymheredd y deuod arferol 10-15 gradd yn uwch na'r amgylchedd, tra gall tymheredd y deuod heneiddio fod yn uwch na 30 gradd.
Profi paramedr perfformiad trydanol: Defnyddiwch brofwr cromlin IV i gasglu data cydran I-V a lleoli deuodau diffygiol trwy ddadansoddi'r nodwedd "cam". Er enghraifft, gall cylched byr deuod achosi colli Voc is-linyn, tra gall heneiddio deuodau achosi llethrau cam annormal.
Online monitoring system: Deploy intelligent junction boxes (such as integrated MSOP8 controller type ideal diodes) to monitor parameters such as Vf, Ir, Tc (junction temperature) in real-time. A demonstration project has reduced the detection time of diode faults from a monthly level to an hourly level by using threshold alarms (such as Vf>0.45V or Ir>5 μ A).
5, Strategaeth ymateb: O ailosod goddefol i atal rhagweithiol
Optimeiddio deunyddiau a phrosesau: dewisir deunyddiau bwlch band eang (fel deuodau SiC Schottky), gyda Vf mor isel â 0.2V a gwrthiant tymheredd hyd at 175 gradd; Gan ddefnyddio technoleg weldio laser i leihau ymwrthedd cyswllt, mae arbrofion wedi dangos y gall weldio laser leihau Rc 80%.
Dyluniad diangen: Mae deuodau wrth gefn cyfochrog wedi'u cysylltu yn y blwch cyffordd, sy'n newid yn awtomatig pan fydd y prif ddeuod yn methu. Mae cynnyrch gwneuthurwr penodol yn lleihau'r gyfradd fethiant o 0.5% y flwyddyn i 0.1% y flwyddyn trwy ddyluniad deuod deuol.
System gweithredu a chynnal a chadw deallus: Sefydlu model rhagfynegi bywyd deuod, a chyfrifo'r oes sy'n weddill yn seiliedig ar ddata gweithredol megis amser llif cyfredol a hanes tymheredd cyffordd. Mae gorsaf bŵer benodol wedi ymestyn y cylch amnewid deuod o 5 mlynedd i 7 mlynedd trwy ddadansoddi data mawr, gan leihau costau gweithredu a chynnal a chadw 30%.