Quelle est la différence entre la diode bypass et la diode anti-inverse ?

1, principe de fonctionnement : application différenciée de la conductivité unidirectionnelle
Diode bypass : un défenseur actif de l’effet hot spot
La diode de dérivation est connectée en parallèle inverse aux deux extrémités du module photovoltaïque, utilisant la conductivité unidirectionnelle de la diode pour obtenir une protection thermique contre les points. Lorsque la tension de sortie d'un composant diminue en raison d'une obstruction locale, d'un dysfonctionnement ou d'un vieillissement, la diode conduit dans le sens direct, court-circuitant le composant défectueux et permettant au courant de contourner la zone à problème. Par exemple, un certain module photovoltaïque est composé de 36 cellules solaires connectées en série. Si l'un d'eux ne peut pas produire d'électricité en raison de l'ombrage, sa résistance équivalente augmentera soudainement et la tension totale du circuit série sera concentrée sur cette cellule, ce qui entraînera des points de chaleur à haute température. À ce stade, la diode de dérivation parallèle est conductrice, contournant la cellule de batterie défectueuse pour l'empêcher de devenir une charge et de consommer l'énergie d'autres cellules de batterie normales. En même temps, cela empêche le matériau d'emballage de se déformer ou la cellule de batterie de se fissurer en raison d'une température excessive des composants.

Diode anti-retour : un bloqueur passif du reflux de courant
Les diodes anti-inverse sont connectées en série avec des chaînes photovoltaïques ou des boîtiers de combinaison CC, utilisant une conductivité unidirectionnelle pour empêcher le flux de courant inverse. Ses fonctions principales comprennent :

Anti-reflux de la batterie : dans un système photovoltaïque indépendant, lorsque les composants ne génèrent pas d'électricité la nuit, la diode anti-retour peut bloquer le flux inverse du courant de la batterie dans les composants, évitant ainsi l'échauffement et les dommages des composants ;
Injection mutuelle anti-chaîne : dans les chaînes parallèles, si une branche subit une diminution de la tension de sortie en raison d'ombres ou de défauts, la diode anti-inverse peut empêcher le courant de la branche haute tension de refluer vers la branche basse tension, empêchant ainsi la tension de sortie globale de chuter. Par exemple, une centrale photovoltaïque contient 10 strings. Si une chaîne subit une diminution de la tension de sortie en raison de la couverture de neige et qu'aucune diode anti-retour n'est installée, les courants des autres chaînes formeront un courant de circulation à travers la chaîne défectueuse, entraînant une perte d'efficacité du système ; Après avoir installé des diodes anti-retour, la chaîne défectueuse est isolée et la tension de sortie du système reste stable.
2, Rôle central : Division différenciée du travail pour le positionnement fonctionnel
Diode bypass : double garantie d’efficacité et de sécurité
La valeur fondamentale des diodes de dérivation réside dans le maintien de l'efficacité de la production d'énergie du système et de la sécurité des composants. Les données expérimentales montrent que les composants sans diodes de dérivation peuvent réduire la puissance de sortie de 30 à 50 % lorsqu'ils sont partiellement obstrués, et que la température du point chaud peut atteindre plus de 150 degrés, menaçant sérieusement la durée de vie des composants ; Après avoir configuré la diode de dérivation, la perte de puissance peut être contrôlée dans un délai de 5 % et la température du point chaud peut être réduite en dessous de 80 degrés. De plus, les diodes de dérivation peuvent réduire les temps d'arrêt du système causés par des pannes de composants et améliorer l'efficacité opérationnelle.

Diode anti-retour : la pierre angulaire de la stabilité du système
La fonction principale des diodes anti-inverse est de maintenir la stabilité de la tension du système et l'efficacité de l'utilisation de l'énergie. Dans les grandes centrales photovoltaïques, les différences de tension entre les chaînes peuvent provoquer un reflux de courant, entraînant les problèmes suivants :

Perte d'énergie : le courant inverse consomme une production d'énergie efficace, réduisant ainsi l'efficacité globale du système ;
Dommages à l'équipement : un courant inverse à long terme peut provoquer un échauffement des composants, un grillage de la boîte de jonction et même un incendie ;
Défaillance de la surveillance : le reflux de courant peut interférer avec l'évaluation précise de l'état des composants par le système de surveillance, augmentant ainsi la difficulté d'exploitation et de maintenance.
En installant des diodes anti-retour, le courant inverse peut être efficacement bloqué, garantissant que la tension du système reste stable dans la plage de conception et améliorant l'efficacité du transfert d'énergie et la fiabilité de l'équipement.
3, emplacement d'installation : disposition différenciée de la topologie du circuit
Diode bypass : protection au niveau des composants
La diode de dérivation est généralement intégrée à la boîte de jonction du module photovoltaïque et connectée en parallèle inverse avec la batterie. Selon la conception du composant, chaque composant peut être configuré avec 1 à 3 diodes de dérivation. Par exemple, un composant de 60 éléments de batterie peut utiliser 2 diodes de dérivation, chaque diode protégeant 30 éléments de batterie ; Si 3 diodes sont utilisées, chacune protégeant 20 cellules de batterie peut isoler plus finement la zone défectueuse et réduire la perte de puissance des cellules de batterie normales.

Diode anti-retour : protection au niveau du système
Les diodes anti-inverse sont généralement installées à l'entrée des boîtiers de combinaison DC ou des onduleurs, connectés en série dans le circuit de sortie de la chaîne. Dans les grandes centrales électriques, chaque borne de sortie de chaîne peut être équipée d'une diode anti-retour ; Dans le boîtier de combinaison, plusieurs chaînes peuvent partager un module de diode anti-inverse après convergence pour réduire les coûts et l'occupation de l'espace. Par exemple, une centrale photovoltaïque de 1 MW contient des chaînes de 20 50 kW, et 4 modules de diodes anti-retour peuvent être configurés dans le boîtier de combinaison, chaque module protégeant 5 chaînes.

4, Critères de sélection : Exigences différenciées pour la correspondance des paramètres
Diode de dérivation : la résistance à la tension, le courant et les performances thermiques sont des facteurs clés
La sélection des diodes de dérivation doit répondre aux exigences de paramètres suivantes :

Tension de tenue inverse : elle doit être supérieure à 1,5 fois la tension en circuit ouvert du composant. Par exemple, si la tension en circuit ouvert d'un composant est de 45 V, la tension de tenue inverse de la diode de dérivation doit être supérieure ou égale à 67,5 V ;
Courant direct : il doit être supérieur à 1,2 fois le courant de court-circuit du composant. Par exemple, si le courant de court-circuit d'un composant est de 9 A, le courant direct de la diode de dérivation doit être supérieur ou égal à 10,8 A ;
Résistance thermique et température de jonction : il est nécessaire de prendre en compte l'environnement à haute température à l'intérieur du composant (généralement 20 à 30 degrés de plus que la température ambiante) et de choisir des diodes à faible résistance thermique et à température de jonction élevée. Par exemple, si la température interne d'un composant peut atteindre 85 degrés, la température de jonction de la diode doit être supérieure ou égale à 125 degrés ;
Chute de pression : Plus la chute de pression est faible, plus la perte de puissance est faible. Les diodes Schottky sont couramment utilisées dans les composants de faible-puissance en raison d'une chute de tension (0,2-0,3 V), tandis que les diodes de redressement au silicium (chute de tension de 0,7 à 1 V) conviennent aux composants de haute puissance.
Diode anti-inverse : la résistance à la tension, le courant et la dissipation thermique sont au cœur
La sélection des diodes anti-retour doit répondre aux exigences de paramètres suivantes :

Tension de tenue inverse : elle doit être supérieure à deux fois la tension de fonctionnement maximale du système. Par exemple, si la tension de fonctionnement maximale d'un système est de 1 000 V, la tension de tenue inverse de la diode anti-inverse doit être supérieure ou égale à 2 000 V ;
Courant direct : il doit être supérieur à 1,5 fois le courant de sortie maximum de la chaîne. Par exemple, si le courant de sortie maximum d'une certaine chaîne est de 12 A, le courant direct de la diode anti-inverse doit être supérieur ou égal à 18 A ;
Conception de dissipation thermique : il est nécessaire de prendre en compte l'environnement à haute température à l'intérieur du boîtier de combinaison (généralement jusqu'à 60-80 degrés) et de choisir des modules à faible résistance thermique et dissipateurs de chaleur. Par exemple, la résistance thermique d'un certain module de diode anti-inverse est de 0,5 degré/W, ce qui peut réduire efficacement la température de jonction ;
Chute de tension et consommation d’énergie : plus la chute de tension est faible, plus l’efficacité du système est élevée. La chute de tension des modules de diodes anti-retour dédiés au photovoltaïque peut être aussi faible que 1,0 à 1,5 V, réduisant ainsi la consommation d'énergie de 20 à 30 % par rapport aux modules ordinaires (1,5 à 2 V).
5, Cas d’application pratique : manifestation typique de la valeur collaborative
Cas 1 : Optimisation des diodes bypass dans une centrale photovoltaïque de 50MW
La centrale électrique a été conçue à l'origine avec une diode de dérivation par composant, mais on a découvert plus tard que la perte de puissance atteignait encore 15 % lorsqu'elle était partiellement obstruée. En adoptant un schéma d'utilisation de 3 diodes de dérivation par composant, la perte de puissance est réduite à moins de 5 % et la production annuelle d'électricité est augmentée d'environ 2 %. Dans le même temps, la température du point chaud a diminué de 120 degrés à 70 degrés et le taux de défaillance des composants a diminué de 40 %.

Cas 2 : Rénovation de diodes anti-retour d'une centrale photovoltaïque de 10 MW
La centrale électrique n'était pas équipée à l'origine de diodes anti-retour, et le reflux de courant entre les séries a entraîné une perte de 8 % de l'efficacité du système, et 3 à 5 accidents de grillage de boîtes de jonction se produisent chaque année. En installant des modules de diodes anti-retour spécifiques au photovoltaïque dans le boîtier de combinaison, l'efficacité du système est améliorée de 5 %, le taux de défaillance de la boîte de jonction est réduit à zéro et les coûts d'exploitation et de maintenance sont réduits de 30 %.