यह कैसे निर्धारित करें कि सौर ऊर्जा प्रणाली में डायोड क्षतिग्रस्त हैं?

दूसरा, सौर ऊर्जा प्रणालियों में डायोड की मुख्य भूमिका और दोष जोखिम
डायोड के प्रकार एवं कार्य
बाईपास डायोड: बैटरी स्ट्रिंग के दोनों सिरों पर समानांतर रूप से जुड़ा हुआ, कुछ बैटरी कोशिकाओं के बाधित होने या विफल होने पर करंट के लिए एक वैकल्पिक पथ प्रदान करता है, थर्मल स्पॉट प्रभाव (स्थानीय ओवरहीटिंग के कारण बैटरी कोशिकाओं को होने वाली स्थायी क्षति) से बचाता है।
एंटी रिवर्स चार्जिंग डायोड: फोटोवोल्टिक ऐरे और नियंत्रक के बीच श्रृंखला में जुड़ा हुआ, यह बैटरी पैक को रात में या बरसात के दिनों में फोटोवोल्टिक पैनल के माध्यम से रिवर्स डिस्चार्ज होने से रोकता है, जिससे बैटरी जीवन की रक्षा होती है।
ब्लॉकिंग डायोड: करंट को वापस कम -पावर श्रृंखला में प्रवाहित होने से रोकने के लिए कई श्रृंखला समानांतर प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, जिससे प्रत्येक श्रृंखला का स्वतंत्र संचालन सुनिश्चित होता है।
डायोड क्षति के विशिष्ट परिणाम
हीट स्पॉट प्रभाव तीव्र हो जाता है: बाईपास डायोड की विफलता के बाद, अवरुद्ध बैटरी कोशिकाएं रिवर्स वोल्टेज का सामना करना जारी रखती हैं, और तापमान 200 डिग्री से अधिक तक बढ़ सकता है, जिससे पैकेजिंग सामग्री पुरानी हो सकती है और यहां तक ​​कि आग भी लग सकती है।
सिस्टम बिजली उत्पादन में कमी: एंटी रिवर्स चार्जिंग डायोड के शॉर्ट सर्किट के कारण रात में बैटरी पैक अपने आप डिस्चार्ज हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप 5% -10% तक बिजली की दैनिक हानि हो सकती है।
उपकरण क्षति का जोखिम: ब्लॉकिंग डायोड के टूटने से इंटर स्ट्रिंग सर्कुलेशन, कनेक्टर्स या केबल जलने का कारण हो सकता है।
2, दृश्य अभिव्यक्ति और डायोड क्षति का प्रारंभिक निर्णय
1. उपस्थिति असामान्यता का पता लगाना
कटाव के निशान: सामान्य डायोड की सतह चिकनी होती है, लेकिन क्षति के बाद, काले जलने के निशान, दरारें या पिन पिघलने दिखाई दे सकते हैं (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है)। उदाहरण के लिए, 5 किलोवाट फोटोवोल्टिक प्रणाली में बाईपास डायोड के टूटने के कारण कनेक्टर पर कार्बोनाइजेशन के निशान का अनुभव हुआ।
पैकेजिंग विरूपण: उच्च तापमान एपॉक्सी राल या प्लास्टिक पैकेजिंग के विस्तार का कारण बनता है, जो आमतौर पर दीर्घकालिक अधिभार या शॉर्ट सर्किट परिदृश्यों में देखा जाता है।
रंग परिवर्तन: सिलिकॉन सामग्री डायोड उच्च तापमान पर काले से भूरे सफेद में बदल जाएंगे, जिसे एक ही बैच के घटकों की तुलना करके पहचाना जा सकता है।
2 सिस्टम प्रदर्शन असामान्यताएं
असंतुलित स्ट्रिंग वोल्टेज: प्रत्येक स्ट्रिंग के ओपन सर्किट वोल्टेज को मापने के लिए मल्टीमीटर का उपयोग करें। यदि एक स्ट्रिंग का वोल्टेज अन्य स्ट्रिंग्स की तुलना में काफी कम है (जैसे कि रेटेड मूल्य से 10% से अधिक कम), तो यह बाईपास डायोड चालन की विफलता के कारण हो सकता है।
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 (>0.1ए), यह इंगित करता है कि एंटी रिवर्स चार्जिंग डायोड शॉर्ट सर्किट है।
असामान्य हीटिंग: इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग डिवाइस डायोड की सतह के तापमान का पता लगाता है। सामान्य ऑपरेटिंग तापमान 85 डिग्री से कम होना चाहिए। यदि स्थानीय तापमान 120 डिग्री से अधिक हो तो मशीन को निरीक्षण के लिए तुरंत बंद कर देना चाहिए।
3, डायोड क्षति के लिए व्यावसायिक पता लगाने के तरीके
1 ऑफ़लाइन पता लगाना (सिस्टम पावर विफलता)
सकारात्मक दबाव ड्रॉप परीक्षण:
मल्टीमीटर को डायोड मोड (या 2V DC मोड) पर सेट करें।
सकारात्मक ध्रुव को डायोड के एनोड से और नकारात्मक ध्रुव को कैथोड से कनेक्ट करें, और आगे वोल्टेज ड्रॉप (वीएफ) रिकॉर्ड करें।
Normal silicon diode VF should be 0.5-0.7V, and Schottky diode VF should be 0.2-0.4V. If VF>1V या OL (ओपन सर्किट) प्रदर्शित करता है, यह इंगित करता है कि डायोड ओपन सर्किट है; यदि वी.एफ<0.1V, there may be a short circuit caused by breakdown.
रिवर्स लीकेज करंट टेस्ट:
μ A श्रेणी में उच्च परिशुद्धता वाले मल्टीमीटर (जैसे फ़्लूक 87V) का उपयोग करें।
डायोड को रिवर्स कनेक्ट करें (पॉजिटिव पोल कैथोड से जुड़ा है और नेगेटिव पोल एनोड से जुड़ा है) और रिवर्स वोल्टेज (जैसे 20V) लगाएं।
डायोड का सामान्य रिवर्स लीकेज करंट 1 μ A से कम होना चाहिए। यदि यह 10 μ A से अधिक है, तो यह इन्सुलेशन प्रदर्शन में कमी का संकेत देता है।
2 ऑनलाइन पहचान (सिस्टम सक्रिय)
गतिशील वर्तमान निगरानी:
डायोड में वोल्टेज तरंग को पकड़ने के लिए ऑसिलोस्कोप का उपयोग करें।
जब स्ट्रिंग सामान्य होती है तो सामान्य बाईपास डायोड रिवर्स कटऑफ स्थिति में होता है, और वोल्टेज स्ट्रिंग के खुले सर्किट वोल्टेज के करीब होता है; जब स्ट्रिंग बाधित होती है, तो डायोड आगे की दिशा में संचालित होता है और वोल्टेज VF के आसपास गिर जाता है।
यदि तरंगरूप निरंतर आगे चालन या रिवर्स लीकेज वर्तमान उतार-चढ़ाव दिखाता है, तो यह डायोड पैरामीटर बहाव को इंगित करता है।
इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग स्थिति:
पर्याप्त धूप होने पर डायोड क्षेत्र को इन्फ्रारेड थर्मल इमेजर से स्कैन करें।
सामान्य डायोड तापमान आसपास के घटकों के करीब होना चाहिए। यदि स्थानीय तापमान 20 डिग्री से अधिक है, तो चालन हानि में वृद्धि के कारण अधिक गर्मी हो सकती है।
4, डायोड क्षति का मूल कारण विश्लेषण और निवारक उपाय
1 क्षति के सामान्य कारण
ओवरवॉल्टेज उछाल: बिजली गिरने या ग्रिड में उतार-चढ़ाव के कारण डायोड का रिवर्स वोल्टेज रेटेड मूल्य से अधिक हो जाता है (जैसे कि जब 1N4007 का वीआरआरएम 1000V है, तो वास्तविक उपयोग के लिए 20% मार्जिन की आवश्यकता होती है)।
ओवरकरंट और ओवरहीटिंग: अनुचित स्ट्रिंग मिलान के कारण कुछ डायोड लंबे समय तक अत्यधिक करंट ले जाते हैं (जैसे कि जब डिज़ाइन करंट 10A है, लेकिन यह वास्तव में 15A प्रवाहित होता है)।
विनिर्माण दोष: डायोड की आंतरिक धातुकरण परत में वर्चुअल सोल्डरिंग या चिप दरारें, जिनका प्रारंभिक चरण में पता लगाना मुश्किल होता है और ऑपरेशन के बाद धीरे-धीरे विफल हो जाते हैं।
पर्यावरणीय संक्षारण: तटीय या उच्च आर्द्रता वाले क्षेत्रों में, डायोड पिन के ऑक्सीकरण से संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि होती है और स्थानीय तापमान में वृद्धि के कारण उम्र बढ़ने में तेजी आती है।
2 रोकथाम और रखरखाव रणनीतियाँ
चयन अनुकूलन:
बाईपास डायोड का रेटेड करंट स्ट्रिंग के शॉर्ट सर्किट करंट के 1.25 गुना से अधिक या उसके बराबर होना चाहिए, और रिवर्स वोल्टेज सिस्टम के अधिकतम वोल्टेज के 1.5 गुना से अधिक या उसके बराबर होना चाहिए।
रात के समय बिजली की खपत को कम करने के लिए एंटी रिवर्स चार्जिंग डायोड को कम वीएफ प्रकार (जैसे एसबी5100, वीएफ=0.45वी) के रूप में चुना जाना चाहिए।
स्थापना विशिष्टताएँ:
परजीवी प्रेरकत्व को कम करने के लिए डायोड और बैटरी स्ट्रिंग के बीच कनेक्टिंग तार की लंबाई 30 सेमी से कम होनी चाहिए।
The installation surface of the heat sink should be flat and coated with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>थर्मल प्रतिरोध सुनिश्चित करने के लिए 2W/m·K)।<1 ℃/W.
नियमित परीक्षण:
प्रत्येक तिमाही में एक इन्फ्रारेड थर्मल इमेजर के साथ कुंजी डायोड को स्कैन करें और तापमान रिकॉर्ड स्थापित करें।
Conduct offline testing once a year to replace components with VF deviation>10% या लीकेज करंट मानक से अधिक।
5, केस स्टडी: 10 किलोवाट फोटोवोल्टिक प्रणाली में डायोड दोषों का समस्या निवारण
1. दोष घटना
सिस्टम संचालन के 3 वर्षों के बाद, इसी अवधि की तुलना में बिजली उत्पादन में 15% की कमी आई, और रात के समय बैटरी पैक वोल्टेज 51.2V से गिरकर 49.8V हो गया।

2. जांच प्रक्रिया
उपस्थिति निरीक्षण: यह पाया गया कि स्ट्रिंग 2 में बाईपास डायोड की पैकेजिंग थोड़ी उभरी हुई थी, और पिनों पर ऑक्सीकरण के निशान थे।
ऑफ़लाइन परीक्षण:
फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप परीक्षण VF=1.2V (सामान्य मान 0.6V) दिखाता है, जो प्रतिरोध में वृद्धि का संकेत देता है।
रिवर्स लीकेज करंट टेस्ट 5 μ A (सामान्य मान) है<1 μ A), and the insulation performance decreases.
सिस्टम स्तर सत्यापन:
दोषपूर्ण डायोड को बदलने के बाद, स्ट्रिंग 2 का वोल्टेज अन्य स्ट्रिंग्स (36.5V) के समान स्तर पर वापस आ गया।
रात में, बैटरी पैक का वोल्टेज 51.0V पर स्थिर रहा, और बिजली उत्पादन डिज़ाइन मूल्य के 98% तक बढ़ गया।
मूल कारण विश्लेषण
अनुचित चयन: डायोड का मूल रेटेड करंट 8A था, लेकिन स्ट्रिंग का वास्तविक शॉर्ट सर्किट करंट 10A तक पहुंच गया, जिससे लंबे समय तक ओवरलोड के कारण उम्र बढ़ने में तेजी आई।
अपर्याप्त गर्मी अपव्यय: कोई हीट सिंक स्थापित नहीं है, डायोड जंक्शन तापमान लंबे समय तक 125 डिग्री से अधिक है।