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04.光伏面板/設(shè)備安全相關(guān)的檢查:旁路二極管試驗

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光伏面板/設(shè)備安全相關(guān)的檢查:旁路二極管試驗的概要

 

光伏電池的一部分因為灰塵或陰影等導(dǎo)致不能發(fā)電時,這部分成為負(fù)載,不僅發(fā)電效率降低,而且可能會升溫而發(fā)展成為火災(zāi)。
為了防止這種情況發(fā)生,一般會在光伏電池中安裝旁路二極管(如左圖)。
它是它是一個二極管,用于“繞過”不發(fā)電的部分,以便讓發(fā)電功率更加有效。JM16Z001中記載了此二極管是否出現(xiàn)故障的試驗。

 


旁路二極管的短路故障

 

通常的光伏電池結(jié)構(gòu)如左圖所示。
旁路二極管發(fā)生故障時,連接該旁路二極管的部分(成為集群)發(fā)生短路,無法產(chǎn)生該部分產(chǎn)生的功率。在一般的結(jié)晶光伏電池中,當(dāng)旁路二極管發(fā)生短路故障時,每個電池的開路電壓降低約10 V,因此開路電壓的精確測量是檢測短路故障的有效手段。和相同結(jié)構(gòu)的光伏電池串的開路電壓相比,電壓約10V較低時可能是旁路二極管的短路故障,開路電壓降低不管是旁路二極管的短路,還可能是灰塵或陰影等影響發(fā)電,或者光伏電池本身損壞的情況,所以必須特別注意。

 


旁路二極管的開路故障

如果存在由于灰塵,陰影等而不能發(fā)電的部分,則旁路二極管的開路故障會有引起火災(zāi)的風(fēng)險。因此,希望能有容易且有效地檢測該故障的方法。由于與短路故障不同,光伏電池的單純發(fā)電性能測量無法檢測到,因此為了檢測白天的開路故障,如JM16Z001所述,太陽能電池的一部分被屏蔽,對于每個旁路二極管都不得不進(jìn)行調(diào)查,工作量很大且麻煩。此外,通過測量第二象限中的IV曲線,可以檢測旁路二極管的開路故障,但是為了測量該部分的IV曲線,存在諸如需要大電源的問題,導(dǎo)致現(xiàn)場情況下的測量比較困難。由于這些問題,盡管指出了危險,但旁路二極管的開路故障診斷目前還沒有完成。

 


旁路二極管測試儀FT4310-01

 

旁路二極管測試儀FT4310-01能夠在現(xiàn)場很輕松的完成,對于之前來說較難的在日照下的旁路二極管的開路故障檢測。
檢測原理基于“IV曲線的概要”中描述的第二象限的IV曲線。
它還具有高精度直流電壓表,可以找到1000V系統(tǒng)的10V電壓差,不僅可以檢測到開路故障,還可以檢測短路故障。接下來對此進(jìn)行詳細(xì)的說明。

 


旁路二極管測試儀FT4310-01能做的事情

 

開路電壓(Voc)/短路電流(Isc)的測量:
通過高精度的測量開路電壓,可以檢測旁路二極管的短路故障。而且,可以測量短路電流,而不需要大容量的短路斷路器。
※短路故障檢測是根據(jù)開路電壓測量而定的,若非日照情況下不能測量。
旁路二極管的開路檢測:
通過判斷是否可以流過短路電流(Isc)+1A電流,能以組串為單位不分晝夜的檢測旁路二極管的開路故障。
旁路路徑的電阻測量:
旁路路徑是指含旁路二極管在內(nèi)的旁路電流流過的路徑(如圖所示)可以測量旁路路徑的電阻。
其中包括光伏電池之間連接器的接觸電阻、接線路徑電阻、旁路二極管的導(dǎo)通電阻或存在劣化的電阻。
原則上無法預(yù)期精度,但如果是幾Ω的電阻,則可以檢測其精度。但是無法測量發(fā)電部分(光伏電池單元)的電阻。

 


FT4310-01給組串帶來的影響

 

即使旁路二極管開路檢測是可能的,因為破壞光伏電池是無意義的,所以充分考慮了在測量時對組串的影響。
首先測量Isc,然后是Isc + 1A的恒流控制,外加時間短至幾ms,從測量原理,對組串的影響在測量IV曲線時,或者短路后測量絕緣電阻時大致相同,并不會破壞光伏電池。


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