Beth yw effaith deuodau ar effeithlonrwydd ynni systemau ynni solar?

一, Swyddogaeth graidd ac effeithlonrwydd ynni cydberthynas deuodau mewn systemau ynni solar
1. Deuod codi tâl gwrthdro: blocio cerrynt gwrthdroi ac yn diogelu diogelwch ynni
Yn y bôn, dyfeisiau lled-ddargludyddion gyda chyffyrdd PN yw paneli solar. Yn y nos neu ar ddiwrnodau glawog, pan fydd foltedd allbwn yr arae ffotofoltäig yn is na'r foltedd bws DC, gall y batri neu'r grid ollwng yn ôl i'r cydrannau ffotofoltäig trwy'r gwrthdröydd. Mae'r cerrynt gwrthdro hwn nid yn unig yn defnyddio ynni wedi'i storio, ond hefyd yn achosi gwresogi cydrannau, yn cyflymu heneiddio deunydd, a hyd yn oed yn arwain at redeg i ffwrdd thermol. Mae deuod gwefru gwrth-wrthdro (a elwir hefyd yn deuod blocio) yn rhwystro'r llwybr cerrynt gwrthdro i bob pwrpas trwy ddargludo gogwydd blaen a rhwystro mewn bias gwrthdro oherwydd ei ddargludedd un cyfeiriad.

Effaith effeithlonrwydd ynni:

Rheoli colled ynni: Mae gostyngiad foltedd dargludiad deuodau arferol wedi'u seilio ar silicon tua 0.6V. Os yw foltedd allbwn yr arae ffotofoltäig yn 100V, mae'r golled pŵer yn cyfrif am 0.6%; Gall defnyddio deuodau Schottky leihau'r gostyngiad foltedd i 0.2-0.3V a lleihau colledion mwy na 50%.
Hyd oes system estynedig: Mae ymchwil gan Labordy Ynni Adnewyddadwy yr Unol Daleithiau (NREL) yn dangos bod gan systemau ffotofoltäig heb deuodau codi tâl gwrthdro gyfradd fethiant 47% yn uwch o fewn 5 mlynedd o'i gymharu â chyfluniadau safonol, ac mae colledion ynni yn cynyddu 20% -30%.
2. Deuod ffordd osgoi: Datrys effaith man poeth a gwella sefydlogrwydd cynhyrchu pŵer
Pan fydd rhai celloedd solar yn y modiwl ffotofoltäig yn cael eu rhwystro, eu difrodi, neu'n profi dirywiad perfformiad, bydd y cerrynt a gynhyrchir gan y celloedd dirwystr i gyd yn llifo trwy'r ardal fai, gan achosi cynnydd sydyn yn y tymheredd lleol (hyd at 80 gradd neu uwch) a ffurfio "man poeth". Mae mannau poeth nid yn unig yn cyflymu heneiddio celloedd batri, ond gallant hefyd achosi damweiniau diogelwch megis llosgi deunyddiau pecynnu a chylchedau byr mewn cylchedau. Mae'r deuod ffordd osgoi wedi'i gysylltu yn gyfochrog ar ddau ben y gell batri. Pan fydd y foltedd ar ddau ben y gell batri diffygiol yn gwrthdroi, mae'r deuod yn dargludo'n gyflym, gan ddarparu sianel osgoi gwrthiant isel ar gyfer y cerrynt.

Effaith effeithlonrwydd ynni:

Gwella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer: Yn ôl data prawf gwirioneddol, gall gosod deuodau ffordd osgoi segmentiedig gynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer cydrannau 30% -40% o dan gysgodi rhannol. Er enghraifft, mae colled cynhyrchu pŵer blynyddol gorsaf bŵer ffotofoltäig benodol oherwydd gorchudd coed wedi gostwng o 8% i 2.5%.
Lleihau risg camweithio: Mae systemau ffotofoltäig heb deuodau osgoi yn dueddol o ddifrod i gydrannau a achosir gan effeithiau sbot thermol, gan gyfrif am 20% -30%, a cholledion cynhyrchu pŵer blynyddol o fwy na 5%; Gall y system ffurfweddu safonol reoli'r gyfradd fethiant o dan 5%.
3. Deuod ynysu: Optimeiddio strwythur arae i leihau'r defnydd o ynni
Mewn gweithfeydd pŵer ffotofoltäig mawr, mae'r arae ffotofoltäig fel arfer yn cynnwys cyfresi lluosog o becynnau batri wedi'u cysylltu yn gyfochrog. Os bydd llinyn penodol o becynnau batri yn profi gostyngiad yn y foltedd allbwn oherwydd rhwystr neu gamweithio, bydd cerrynt canghennau foltedd uchel eraill yn llifo i'r cyfeiriad arall i'r gangen foltedd isel, gan arwain at ostyngiad yn y foltedd allbwn cyffredinol a ffurfio "effaith gasgen". Mae deuodau ynysu wedi'u cysylltu mewn cyfres ym mhob pecyn batri i atal ôl-lifiad cyfredol a sicrhau gweithrediad annibynnol pob cangen.

Effaith effeithlonrwydd ynni:

Pŵer allbwn sefydlog: Gall deuodau ynysu atal gostyngiad pŵer allbwn cyffredinol o 10% -15% a achosir gan fai un llinyn.
Gwell scalability system: Trwy ddylunio modiwlaidd, mae deuodau ynysu yn cefnogi cynnydd neu ostyngiad hyblyg yn nifer y pecynnau batri i ddiwallu anghenion gweithfeydd pŵer ffotofoltäig o wahanol raddfeydd.
2, Effaith feintiol paramedrau perfformiad deuod ar effeithlonrwydd ynni
1. Gostyngiad foltedd dargludiad a cholli pŵer
Mae cwymp foltedd dargludiad (Vf) deuod yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd trosi ynni'r system. Gan gymryd system ffotofoltäig 10kW fel enghraifft:

Deuod seiliedig ar silicon (Vf=0.6V): Colled ynni blynyddol o tua 300kWh;
Deuod Schottky (Vf=0.3V): Gostyngwyd colled ynni blynyddol i 150kWh, sy'n cyfateb i gynhyrchu 0.15% yn fwy o drydan.
Cyfeiriad optimeiddio:

Dewiswch deuodau gollwng foltedd ymlaen uwch-isel (fel deuodau carbid silicon, Vf Llai na neu'n hafal i 0.2V);
Lleihau ymwrthedd cyfatebol trwy optimeiddio topoleg cylched (fel cysylltiad cyfochrog deuodau lluosog).
2. Gwrthdroi foltedd gwrthdroi a dibynadwyedd system
Mae angen i systemau ffotofoltäig wrthsefyll folteddau uchel dros dro (fel trawiadau mellt ac amrywiadau grid), ac mae angen i foltedd gwrthsefyll gwrthdro (VRRM) deuodau fod 1.5-2 gwaith yn uwch na foltedd uchaf y system. Os nad yw'r foltedd gwrthsefyll yn ddigonol, gall achosi dadansoddiad deuod a pharlys y system sbarduno.

achos

Oherwydd y defnydd o deuodau gyda gwrthiant foltedd annigonol mewn gorsaf bŵer ffotofoltäig anialwch, torrodd 30% o'r deuodau i lawr yn ystod pigau foltedd a achosir gan stormydd tywod, gan arwain at ostyngiad o 40% mewn pŵer allbwn arae;
Ar ôl newid i ddeuodau -foltedd uchel, mae cyfradd fethiant y system mewn tywydd eithafol wedi gostwng i lai na 5%.
3. Cyflymder ymateb a pherfformiad deinamig
Mewn golygfeydd cysgodol deinamig megis symudiad haen cwmwl a hedfan adar, mae angen i deuodau ymateb yn gyflym i newidiadau foltedd er mwyn osgoi colli ynni. Mae amser ymateb deuodau Schottky (mewn nanoseconds) yn dri gorchymyn maint yn gyflymach na deuodau cyffredin (mewn microseconds), gan ganiatáu ar gyfer ffordd osgoi mwy amserol o gelloedd batri diffygiol.

Cymorth data:

Mewn senarios cysgodol sy'n newid yn gyflym, gall deuodau Schottky leihau colledion cynhyrchu pŵer 0.3% -0.5%;
Ar ôl mabwysiadu deuodau Schottky mewn prosiect ffotofoltäig dosbarthedig, cynyddodd y cynhyrchiad pŵer blynyddol 1.2% a byrhawyd y cyfnod ad-dalu buddsoddiad 6 mis.
3, Esblygiad Technoleg Deuod a'r Tuedd o Wella Effeithlonrwydd Ynni mewn Systemau Ynni Solar
1. Arloesedd materol: o silicon i lled-ddargludyddion bandgap eang
Mae deuodau traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon yn cael eu cyfyngu gan ddeunyddiau, gan ei gwneud hi'n anodd lleihau'r gostyngiad mewn foltedd dargludiad a'r colledion newid ymhellach. Mae gan lled-ddargludyddion bandgap eang (fel carbid silicon a gallium nitride) nodweddion megis maes trydan dadansoddiad uchel a symudedd electronau uchel, a all gyflawni gostyngiad mewn foltedd dargludiad is (Vf Llai na neu'n hafal i 0.2V) ac amlder newid uwch (lefel MHz), gan wella effeithlonrwydd ynni'r system yn sylweddol.

Cymwysiadau diwydiant:

Mae Tesla Solar Roof yn defnyddio deuodau carbid silicon, sy'n cynyddu effeithlonrwydd system 2% o'i gymharu ag atebion traddodiadol;
Mae gwrthdröydd SMA yr Almaen yn integreiddio deuodau nitrid gallium, gan gynyddu dwysedd pŵer 50% a lleihau colled ynni 30%.
2. Dyluniad integredig: o gydrannau arwahanol i fodiwlau deallus
Gyda datblygiad systemau ffotofoltäig tuag at -ddwysedd uchel a chyfarwyddiadau modiwlaidd, mae dyluniad integredig deuodau a dyfeisiau pŵer (fel MOSFETs ac IGBTs) wedi dod yn duedd. Mae modiwl pŵer deallus (IPM) yn lleihau anwythiad parasitig, yn lleihau colledion newid, ac yn gwella effeithlonrwydd cyffredinol y system trwy optimeiddio pecynnu a thechnoleg rheoli thermol.

achos

Mae gwrthdröydd Huawei SUN2000 yn mabwysiadu modiwl deuod integredig, gydag effeithlonrwydd system o 98.7%, sydd 1.2% yn uwch na'r datrysiad dyfais arwahanol;
Mae gwrthdröydd Sunshine Power SG3125HV yn cyflawni effeithlonrwydd olrhain MPPT 99% a chynnydd cynhyrchu pŵer blynyddol o 3% -5% trwy ddylunio modiwl deallus.
3. Rheolaeth Ddigidol: O Amddiffyniad Goddefol i Optimization Gweithredol
Trwy gyfuno technolegau Rhyngrwyd Pethau (IoT) a deallusrwydd artiffisial (AI), gall deuodau gyflawni monitro cyflwr, rhagfynegi diffygion, ac addasiad addasol. Er enghraifft, trwy fonitro tymheredd, foltedd, a cherrynt y deuod mewn-amser real, gall y system wneud y gorau o'r strategaeth ffordd osgoi yn ddeinamig er mwyn osgoi colli ynni a achosir gan gamweithrediad.

Ymarfer:

Ar ôl defnyddio system monitro deuod deallus mewn gorsaf bŵer ffotofoltäig fawr, cafodd yr amser lleoliad namau ei fyrhau o 2 awr i 5 munud, a gostyngwyd y gost cynnal a chadw blynyddol 40%;
Mae system storio ynni ffotofoltäig Ningde Times yn gwneud y gorau o strategaeth rheoli deuod trwy algorithm AI, gan gynyddu effeithlonrwydd system 0.8% a lleihau LCOE 6%.