ডিস্ট্রিবিউটেড এনার্জি সিস্টেমে বর্তমান ব্যবস্থাপনায় ডায়োড কীভাবে সাহায্য করে?

1, ফটোভোলটাইক সিস্টেম: হট স্পট সুরক্ষা এবং শক্তি পুনরুদ্ধারের দ্বৈত সুরক্ষা
বিতরণ করা শক্তির মূল একক হিসাবে, ফটোভোলটাইক মডিউলগুলি বর্তমান ব্যবস্থাপনায় দুটি প্রধান চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়: হট স্পট প্রভাব এবং রাতের বিপরীত কারেন্ট। যখন একটি উপাদান আংশিকভাবে বাধাগ্রস্ত হয় বা ব্যাটারি কোষের কর্মক্ষমতা খারাপ হয়, তখন বাধাহীন ব্যাটারি কোষ দ্বারা উত্পন্ন কারেন্ট সমস্ত বাধাগ্রস্ত এলাকার মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হবে, যার ফলে স্থানীয় তাপমাত্রা 150 ডিগ্রির উপরে উঠবে, হট স্পট তৈরি করবে এবং উপাদানটি পুড়ে যাবে বা এমনকি আগুনও ঘটবে। পরিসংখ্যান অনুসারে, বাইপাস ডায়োড ছাড়া ফটোভোলটাইক সিস্টেমে 5 বছরের মধ্যে স্ট্যান্ডার্ড কনফিগারেশন সিস্টেমের তুলনায় 47% বেশি ব্যর্থতার হার রয়েছে এবং হট স্পট ইফেক্টের কারণে বিদ্যুৎ উৎপাদনের ক্ষতি মোট বিদ্যুতের 5%-এর বেশি হতে পারে।

বাইপাস ডায়োডে "ফায়ারফাইটার" এর ভূমিকা:
বাইপাস ডায়োড, একমুখী পরিবাহিতার মাধ্যমে, যখন একটি হট স্পট ঘটে তখন স্বয়ংক্রিয়ভাবে সঞ্চালিত হয়, ত্রুটিপূর্ণ ব্যাটারি কোষের জন্য একটি কম প্রতিরোধের বাইপাস চ্যানেল প্রদান করে, যা কারেন্টকে উচ্চ-তাপমাত্রা এলাকা বাইপাস করতে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, 72টি ব্যাটারির একটি প্যাকে, যদি একটি ব্যাটারি বাধার কারণে আউটপুট কারেন্ট 1A-তে হঠাৎ কমে যায়, অন্য ব্যাটারিগুলি এখনও 8A কারেন্ট তৈরি করতে পারে, একটি বাইপাস ডায়োড ইনস্টল না করে, পুরো প্যাকের আউটপুট কারেন্ট 1A-এ সীমাবদ্ধ থাকে, যার ফলে মারাত্মক শক্তি অপচয় হয়; বাইপাস ডায়োড ইনস্টল করার পরে, ত্রুটিযুক্ত ইউনিটের সাথে সম্পর্কিত ডায়োডটি 0.1 সেকেন্ডের মধ্যে সঞ্চালিত হয়, মেগাওহম থেকে মিলিওহম পর্যন্ত অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধকে হ্রাস করে, যার ফলে উপাদানটির শক্তি উত্পাদন দক্ষতা 30% -40% বৃদ্ধি পায়। জার্মানির একটি বিতরণ করা ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশনের একটি কেস স্টাডি দেখায় যে সেগমেন্টেড বাইপাস ডায়োড ইনস্টল করার পরে, গাছের আবরণের কারণে বিদ্যুৎ উৎপাদনের ক্ষতি প্রতি বছর গড়ে 8% থেকে কমে 2.5% হয়েছে৷

ব্লকিং ডায়োডের "দারোয়ান" ফাংশন:
যখন ফটোভোলটাইক মডিউলগুলি রাতে বা চরম আবহাওয়ায় বিদ্যুৎ উৎপাদন বন্ধ করে, ব্লকিং ডায়োড ইনস্টল না করা থাকলে, অন্যান্য বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী মডিউল দ্বারা উত্পাদিত কারেন্ট অ-উৎপাদনকারী মডিউলগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হবে, বিপরীত কারেন্ট তৈরি করবে, যার ফলে শক্তির ক্ষয় হবে (দৈনিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের 3% -5%) এবং কোষকে ত্বরান্বিত করবে। একটি ব্লকিং ডায়োড বিপরীত পক্ষপাতিত্বের সময় একটি মেগাওম প্রতিরোধ গঠন করে, বিপরীত কারেন্টকে সম্পূর্ণরূপে ব্লক করে এবং নিশ্চিত করে যে কারেন্ট কেবলমাত্র সামনের দিকে প্রবাহিত হতে পারে। একটি বিতরণ করা ফটোভোলটাইক প্রকল্পে উচ্চ-পারফরম্যান্স ব্লকিং ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, উপাদানগুলির প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন 20 বছর থেকে 25 বছর বৃদ্ধি করা হয়েছে এবং মোট জীবনচক্রের বিদ্যুৎ উৎপাদনের আয় 18% বৃদ্ধি পেয়েছে।

উপাদান উদ্ভাবন সুরক্ষা দক্ষতা উন্নত করে:
প্রথাগত সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডগুলির 1000V পর্যন্ত বিপরীত ভোল্টেজ সহ্য করা হয় এবং বড় ফোটোভোলটাইক পাওয়ার প্ল্যান্টের জন্য উপযুক্ত; স্কোটকি ডায়োডগুলি তাদের অতি-লো ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ 0.3V এর ড্রপের কারণে বিতরণ করা ফটোভোলটাইক্সে অত্যন্ত পছন্দের। উদাহরণ হিসাবে একটি 10kW সিস্টেম গ্রহণ করে, Schottky ডায়োড ব্যবহার করে প্রতি বছর প্রায় 30kWh শক্তি হ্রাস করতে পারে। উপরন্তু, গ্রাফিন ডায়োডগুলি ন্যানোসেকেন্ড স্তরের প্রতিক্রিয়া গতি অর্জনের জন্য শূন্য ব্যান্ডগ্যাপ বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে, যা গতিশীল ছায়া দৃশ্যে মাইক্রোসেকেন্ড স্তরের প্রতিক্রিয়া গতিতে সাধারণ ডায়োডগুলির চেয়ে দ্রুত গতির তিন অর্ডার (যেমন ক্লাউড স্তরগুলির দ্রুত চলাচল), আরও শক্তি উৎপাদনের ক্ষতি হ্রাস করে।

2, উইন্ড পাওয়ার সিস্টেম: হারমোনিক সাপ্রেশন এবং কনভার্টার সুরক্ষার সিনারজিস্টিক এনহান্সমেন্ট
বিতরণ করা শক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিপূরক হিসাবে, বায়ু শক্তি ব্যবস্থাকে বর্তমান ব্যবস্থাপনায় দুটি প্রধান চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করতে হবে: সুরেলা দূষণ এবং বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল সুরক্ষা। উইন্ড টারবাইন দ্বারা এসি পাওয়ার আউটপুটে প্রচুর পরিমাণে হারমোনিক্স থাকে। পাওয়ার গ্রিডের সাথে সরাসরি সংযুক্ত থাকলে, এটি ভোল্টেজের ওঠানামা এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর হ্রাসের মতো সমস্যা সৃষ্টি করবে; একই সময়ে, বায়ু শক্তি সিস্টেমের মূল শক্তি রূপান্তর ইউনিট হিসাবে, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার উপাদানগুলি (যেমন IGBT) বন্ধ করা হলে বিপরীত পুনরুদ্ধার কারেন্ট তৈরি করবে। যদি সময়মতো দমন করা না হয়, তাহলে এটি ডিভাইসের ক্ষতি করতে পারে এবং সিস্টেমের ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।

সুরেলা দমনে ডায়োডের "ফিল্টার" ফাংশন:
বায়ু শক্তি রূপান্তরকারীর সংশোধন প্রক্রিয়ায়, ডায়োডের সমন্বয়ে গঠিত একটি সংশোধনকারী সেতু AC শক্তিকে DC শক্তিতে রূপান্তর করে, যা পরবর্তী ইনভার্টারগুলির জন্য স্থিতিশীল ইনপুট প্রদান করে। ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ এবং রিভার্স রিকভারি টাইমের মতো ডায়োড প্যারামিটারগুলি অপ্টিমাইজ করে, সংশোধনের সময় সুরেলা বিষয়বস্তু হ্রাস করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আল্ট্রাফাস্ট রিকভারি ডায়োড সহ একটি রেকটিফায়ার ব্রিজ ব্যবহার করা (রিভার্স রিকভারি টাইম<50ns) can reduce harmonic distortion by 15% and improve power quality compared to traditional diodes (reverse recovery time>200ns)।

বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল সুরক্ষায় "দ্রুত প্রতিক্রিয়া" এর সুবিধা:
যখন বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার উপাদানগুলি বন্ধ করা হয়, ডায়োড একটি ফ্রিহুইলিং উপাদান হিসাবে কাজ করে, প্রবর্তক কারেন্টের জন্য একটি ফ্রিহুইলিং পাথ প্রদান করে যাতে কারেন্ট ব্যাকফ্লো এবং সুইচিং উপাদানগুলির ক্ষতি রোধ করা যায়। সিলিকন কার্বাইড (SiC) ডায়োডগুলিকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, তাদের বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়কে 15ns এ সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে, যা সিলিকন ডায়োডের (50-200ns) তুলনায় 3-10 গুণ দ্রুততর, যা উল্লেখযোগ্যভাবে সুইচিং লস হ্রাস করে এবং সিস্টেমের দক্ষতা উন্নত করে৷ একটি নির্দিষ্ট বায়ু শক্তি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ইনভার্টারে SiC ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, সিস্টেমের কার্যকারিতা 96% থেকে 98% বৃদ্ধি পেয়েছে, যখন তাপ সিঙ্কের আয়তন 40% হ্রাস পেয়েছে, যা মেশিনের সামগ্রিক ওজন কমাতে সাহায্য করেছে।

3, শক্তি স্টোরেজ সিস্টেম: চার্জ স্রাব ব্যালেন্স এবং বিপরীত সুরক্ষা প্রযুক্তিগত অগ্রগতি
বিতরণ করা শক্তির "শক্তি বাফার" হিসাবে, শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার বর্তমান ব্যবস্থাপনাকে বিপরীত সুরক্ষার সাথে চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। একটি ব্যাটারি প্যাকের চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, যদি প্রতিটি ব্যাটারি কোষের অবস্থাগুলি অসঙ্গতিপূর্ণ হয় (যেমন ক্ষমতা এবং অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের পার্থক্য), এটি কিছু কোষের অতিরিক্ত চার্জ বা অতিরিক্ত ডিসচার্জিং হতে পারে, বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং নিরাপত্তার ঝুঁকির কারণ হতে পারে; একই সময়ে, শক্তি স্টোরেজ সিস্টেমের গ্রিড সংযুক্ত বা বন্ধ গ্রিড সুইচিংয়ের সময় বিপরীত কারেন্ট কার্যকরভাবে ব্লক না হলে, এটি সরঞ্জামের ক্ষতি করতে পারে এবং পাওয়ার গ্রিডের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করতে পারে।

সুষম ডায়োডের বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ ফাংশন:
ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমে, ব্যালেন্সিং ডায়োড প্রতিটি ব্যাটারি সেলের ভোল্টেজ নিরীক্ষণ করে এবং অতিরিক্ত চার্জিং প্রতিরোধ করার জন্য চার্জ করার সময় উচ্চ-ভোল্টেজ ব্যাটারি সেলের বাইপাস চ্যানেল স্বয়ংক্রিয়ভাবে পরিচালনা করে; অতিরিক্ত স্রাব প্রতিরোধ করার জন্য স্রাবের সময় কম ভোল্টেজ কোষের জন্য একটি সম্পূরক চ্যানেল পরিচালনা করুন। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট লিথিয়াম ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থায় অভিযোজিত ব্যালেন্সিং ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, কোষের ক্ষমতার সামঞ্জস্য 20% বৃদ্ধি পায় এবং চক্রের আয়ু 30% বৃদ্ধি পায়।

বিপরীত সুরক্ষা ডায়োডের "ইউনিডাইরেশনাল আইসোলেশন" ফাংশন:
এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমটি যখন গ্রিডের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন রিভার্স প্রোটেকশন ডায়োড গ্রিডের পাশের ফল্ট কারেন্টকে শক্তি স্টোরেজ সিস্টেমে প্রবাহিত হতে বাধা দিতে পারে; গ্রিড বন্ধ করার সময়, এটি লোড সাইডে ব্যাটারি প্যাকের বিপরীত কারেন্টের প্রভাবকে ব্লক করতে পারে। একটি নির্দিষ্ট মাইক্রোগ্রিড প্রকল্পে বিপরীত সুরক্ষা ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, গ্রিড/অফ গ্রিড স্যুইচিংয়ের সময় সিস্টেমের ভোল্টেজের ওঠানামা 50% হ্রাস পেয়েছে এবং ব্যর্থতার হার 60% হ্রাস পেয়েছে।

4, মাইক্রোগ্রিড: মাল্টি-সোর্স সহযোগিতা এবং গ্রিড সিঙ্ক্রোনাইজেশনের মধ্যে একটি অদৃশ্য লিঙ্ক
বিতরণ করা শক্তির একটি উন্নত অ্যাপ্লিকেশন ফর্ম হিসাবে, মাইক্রোগ্রিডের একাধিক উৎস সহযোগিতা এবং গ্রিড সিঙ্ক্রোনাইজেশন অর্জনের জন্য বর্তমান ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন। মাইক্রোগ্রিডে, বিভিন্ন শক্তির উৎস যেমন ফটোভোলটাইক, বায়ু শক্তি এবং শক্তি সঞ্চয়স্থানের আউটপুট বৈশিষ্ট্যের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে। কার্যকরভাবে সমন্বিত না হলে, এটি বর্তমান দ্বন্দ্ব এবং শক্তির দোলনের মতো সমস্যার কারণ হতে পারে; একই সময়ে, প্রধান গ্রিডের সাথে মাইক্রোগ্রিডের সিঙ্ক্রোনাইজেশন অবশ্যই ভোল্টেজ, ফ্রিকোয়েন্সি এবং ফেজের মতো কঠোর শর্ত পূরণ করতে হবে, অন্যথায় এটি গ্রিড ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।

সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফায়ার ডায়োডের "দক্ষতা উন্নতি" এর অবদান:
মাইক্রোগ্রিডের DC-ডিসি রূপান্তরকারীতে, সিঙ্ক্রোনাস সংশোধন প্রযুক্তি MOSFET-এর সাথে ঐতিহ্যবাহী ডায়োডগুলিকে প্রতিস্থাপন করে পরিবাহী ক্ষতি উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফিকেশন বক কনভার্টার গ্রহণ করার পরে, একটি মাইক্রোগ্রিডের কার্যকারিতা 85% থেকে 95% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, যখন তাপ সিঙ্কের পরিমাণ 30% হ্রাস করে এবং সিস্টেমের শক্তি ঘনত্ব উন্নত করে।

ফেজ কন্ট্রোল ডায়োডের "সিঙ্ক্রোনাস সমন্বয়" ফাংশন:
মাইক্রোগ্রিডের গ্রিড সংযুক্ত ইনভার্টারে, ফেজ কন্ট্রোল ডায়োড গতিশীলভাবে গ্রিড ভোল্টেজের ফেজ পর্যবেক্ষণ করে বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল আউটপুট কারেন্টের ফেজ সামঞ্জস্য করে, প্রধান গ্রিডের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজেশন অর্জন করে। একটি নির্দিষ্ট মাইক্রোগ্রিড প্রকল্পে ফেজ নিয়ন্ত্রিত ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, গ্রিড সংযোগের সাফল্যের হার 90% থেকে 98% বৃদ্ধি পেয়েছে এবং গ্রিড সংযোগের সময় 0.5 সেকেন্ড থেকে 0.1 সেকেন্ডে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে, যা উল্লেখযোগ্যভাবে সিস্টেমের স্থিতিশীলতার উন্নতি করেছে।