বায়ু শক্তি স্টোরেজ কাপলিং সিস্টেমে ডায়োডগুলি কীভাবে কনফিগার করবেন?

一, ডায়োড টাইপ নির্বাচন: অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে সুনির্দিষ্ট মিল
বায়ু শক্তি স্টোরেজ কাপলিং সিস্টেম বায়ু শক্তি উৎপাদন, শক্তি রূপান্তর, এবং শক্তি সঞ্চয় চার্জিং এবং নিষ্কাশনের মতো একাধিক দিক কভার করে। বিভিন্ন পরিস্থিতিতে ডায়োডের পারফরম্যান্সের প্রয়োজনীয়তার মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে এবং লক্ষ্যযুক্ত ডিভাইসের প্রকারগুলি নির্বাচন করা প্রয়োজন।

1. সংশোধন প্রক্রিয়া: সিলিকন কার্বাইড ডায়োড রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করে
উইন্ড টারবাইনের এসি/ডিসি রেকটিফায়ার মডিউলে, ঐতিহ্যবাহী সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডগুলির দীর্ঘ রিভার্স রিকভারি টাইম (50-100ns) এর কারণে উচ্চ সুইচিং লস হয়, যেখানে সিলিকন কার্বাইড (SiC) ডায়োডগুলি তাদের অতি দ্রুত রিভার্স ক্যারেক্টিস্টিক রিভার্স ক্যারেক্টার (রিভার্সিটি) কারণে সংশোধনের ক্ষতি উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে।<10ns) and low forward voltage drop (Vf<0.3V). For example, Cree's GaN HEMT diode reduces reverse recovery loss by 90% compared to silicon-based devices at a switching frequency of 1MHz, resulting in rectifier module efficiency exceeding 98%. In the offshore wind power scenario, Siemens uses a diode flexible rectifier valve instead of a modular multi-level rectifier valve, and reduces the converter station's volume by 80%, weight by 65%, and transmission loss by 20% under the same transmission capacity through the bridge arm series integrated pulse control strategy.

2. এনার্জি স্টোরেজ লিঙ্ক: TVS ডায়োড ওভারভোল্টেজ সুরক্ষা বাড়ায়
লিথিয়াম ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমে, TVS ডায়োড মিলিসেকেন্ড রেসপন্স স্পীড সহ নিরাপদ রেঞ্জে ওভারভোল্টেজ ক্ল্যাম্প করে। CATL-এর CTP3.0 ব্যাটারি মডিউলকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, এতে ব্যবহৃত Dongwo Electronics SMBJ15CA TVS ডায়োড (Pppm=600W, Vc=18V) UL9540A-তে ব্যাটারি মডিউলের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বৃদ্ধিকে 42% কমিয়েছে, থার্মাল ফায়ারওয়ের তুলনায় থার্মাল রানওয়ের প্রতিরোধের চেয়ে 10 গুণ বেশি সময় বৃদ্ধি পেয়েছে। সিস্টেম ফুয়েল সেল এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের জন্য, হাইড্রোজেন লিকেজের ক্ষেত্রে দ্রুত সার্কিট কেটে ফেলার জন্য ক্যাটালিটিক দহন সেন্সর এবং TVS ডায়োডগুলিকে কনফিগার করতে হবে। বিস্ফোরণ ত্রাণ ডিভাইসের খোলার চাপ 0.01 MPa এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।

3. ফটোভোলটাইক অক্জিলিয়ারী লিঙ্ক: বাইপাস ডায়োড অপ্টিমাইজ করা ছায়া সহনশীলতা
বায়ু সৌর শক্তি স্টোরেজ কাপলিং সিস্টেমে, ফোটোভোলটাইক মডিউলগুলি প্রায়ই স্থানীয় ছায়ার কারণে আউটপুট পাওয়ার হঠাৎ কমে যায়। প্রতি 18-20টি উপাদানের সাথে সিরিজে একটি বাইপাস ডায়োড সংযোগ করে, ঢালযুক্ত উপাদানগুলির কারেন্ট স্থানান্তরিত করা যেতে পারে, শক্তির ক্ষতি হ্রাস করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি একক কোষ সম্পূর্ণরূপে বাধাগ্রস্ত হয়, তখন একটি মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন মডিউলের আউটপুট শক্তি 75% হ্রাস পেতে পারে, যখন বাইপাস ডায়োডগুলির কনফিগারেশনের সাথে, শক্তি হ্রাস 10% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। এছাড়াও, ইনফ্রারেড সনাক্তকরণ প্রযুক্তি নিয়মিতভাবে উপাদানগুলি স্ক্যান করতে এবং তাপমাত্রার পার্থক্য 10 ডিগ্রি ছাড়িয়ে গেলে হট স্পট সমস্যাগুলি দ্রুত সমাধান করতে ব্যবহার করা উচিত।

2, টপোলজি অপ্টিমাইজেশান: দক্ষ এবং নির্ভরযোগ্য পাওয়ার ইলেকট্রনিক নেটওয়ার্ক তৈরি করা
ডায়োডগুলির টপোলজি সংযোগ পদ্ধতি সরাসরি সিস্টেমের শক্তি প্রবাহ দক্ষতা এবং ত্রুটি বিচ্ছিন্নকরণ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে এবং সংযুক্ত সিস্টেমের শক্তি রূপান্তর পথের উপর ভিত্তি করে লক্ষ্যযুক্ত নকশা প্রয়োজন।

1. অ্যান্টি রিভার্স চার্জিং সার্কিট: ব্লকিং ডায়োড এবং MOSFET এর যৌগিক নকশা
প্রথাগত P-এমওএস অ্যান্টি রিভার্স স্কিমের সমস্যা রয়েছে যেমন প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি এবং বিপরীত কারেন্ট ব্লক করতে অক্ষমতা। TI-এর LM74700-Q1 আদর্শ ডায়োড কন্ট্রোলার 0.01 Ω রেজিস্ট্যান্স অর্জন করে এবং ন্যানোসেকেন্ড লেভেল রিভার্স টার্ন অফ স্পিড N-MOS এবং কন্ট্রোল সার্কিটকে একীভূত করে। আদর্শ গাড়ি L9-এর 48V লো-ভোল্টেজ সিস্টেমে, এই দ্রবণটি 8W থেকে 0.2W-এ অ্যান্টি-রিভার্স সংযোগ ক্ষতি হ্রাস করে এবং সিস্টেমের তাপমাত্রা 15 ডিগ্রি থেকে 2 ডিগ্রি পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, যা ঠান্ডা শুরুর সময় তাপীয় ব্যর্থতার ঝুঁকি সম্পূর্ণভাবে সমাধান করে।

2. মাল্টি লেভেল সংশোধন: ডায়োড ক্ল্যাম্প টপোলজি
উচ্চ-ভোল্টেজ ডাইরেক্ট কারেন্ট ট্রান্সমিশন পরিস্থিতির জন্য, ডায়োড ক্ল্যাম্পড মাল্টিলেভেল রেকটিফায়ার (NPCs) ক্যাপাসিটর এবং ডায়োডগুলিকে সিরিজে সংযুক্ত করে ভোল্টেজের ভারসাম্য অর্জন করে, স্যুইচিং ডিভাইসগুলির ভোল্টেজ প্রতিরোধের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে। ± 800kV আল্ট্রা-উচ্চ ভোল্টেজ সরাসরি বর্তমান ট্রান্সমিশন প্রজেক্টে, NPC টপোলজি পৃথক ডিভাইসের প্রতিরোধ ভোল্টেজকে 1600V থেকে 650V পর্যন্ত কমিয়ে দেয়, যখন হারমোনিক ডিসটর্শন রেট (THDu) 15% থেকে 3% কমিয়ে, উল্লেখযোগ্যভাবে পাওয়ার গুণমান উন্নত করে।

3. হাইব্রিড শক্তি সঞ্চয় সমন্বয়: ডায়োড বিচ্ছিন্নতা এবং শক্তি বিতরণ
লিথিয়াম ব্যাটারি এবং সুপারক্যাপাসিটারগুলির সমন্বয়ে গঠিত একটি হাইব্রিড শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থায়, ডায়োডের মাধ্যমে শক্তি বিতরণ করা প্রয়োজন। লিথিয়াম ব্যাটারি দীর্ঘ-মেয়াদী কম-শক্তির ওঠানামার জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, যখন সুপারক্যাপাসিটারগুলি স্বল্প-মেয়াদী উচ্চ-শক্তির শকগুলির সাথে মোকাবিলা করে। উদাহরণস্বরূপ, উইন্ড পাওয়ার গ্রিড সংযোগ নিয়ন্ত্রণ কৌশলে, যখন বিদ্যুতের ওঠানামার হার 5% ছাড়িয়ে যায়, তখন সুপারক্যাপাসিটর দ্রুত চার্জ করে এবং ডায়োডের মাধ্যমে ডিসচার্জ করে ওঠানামা হারকে 2% এর মধ্যে দমন করতে; এবং লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি ধীরে ধীরে 0.1C হারে নিয়ন্ত্রিত হয় যাতে SOC (স্টেট অফ চার্জ) 20% -80% নিরাপদ পরিসরের মধ্যে বজায় থাকে।

3, তাপ ব্যবস্থাপনা সহযোগিতা: কম্পোনেন্ট লেভেল থেকে সিস্টেম লেভেল পর্যন্ত তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ
ডায়োডগুলির তাপীয় ব্যর্থতা শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার ব্যর্থতার একটি প্রধান কারণ এবং সমগ্র জীবনচক্র জুড়ে তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ উপাদান উদ্ভাবন, কাঠামোগত অপ্টিমাইজেশান এবং সিস্টেম স্তরের তাপীয় নকশার মাধ্যমে অর্জন করা প্রয়োজন।

1. উপাদান আপগ্রেড: প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর তাপের ক্ষতি হ্রাস করে
SiC ডায়োড 600 ডিগ্রি পর্যন্ত তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে, যা সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসের চেয়ে তিনগুণ বেশি; GaN ডায়োডগুলি 200 ডিগ্রিতে স্থিরভাবে কাজ করতে পারে এবং 800V উচ্চ-ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্মের জন্য তাপীয় অপ্রয়োজনীয়তা প্রদান করতে পারে। ROHM-এর চতুর্থ প্রজন্মের SiC মডিউলটি একটি দ্বিগুণ-পার্শ্বযুক্ত তাপ অপসারণ নকশা গ্রহণ করে, তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা 10K/W থেকে 2K/W-তে হ্রাস করে এবং 100kW/L-এর বেশি শক্তির ঘনত্ব অর্জন করে। BYD কিউব এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমে, তরল কুলিং প্রযুক্তি ডায়োড অপারেটিং তাপমাত্রাকে 45 ডিগ্রির নিচে স্থিতিশীল করে, বায়ু শীতল দ্রবণের তুলনায় 78% রিভার্স লিকেজ কারেন্ট কমিয়ে{13}}।

2. কাঠামোগত উদ্ভাবন: 3D প্যাকেজিং এবং এমবেডেড তাপ অপচয়
চিপ স্ট্যাকিং এবং তাপ অপচয় স্ট্রাকচার এমবেড করার মাধ্যমে, ডায়োডের তাপীয় প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যেতে পারে। উদাহরণ স্বরূপ, Infineon-এর স্মার্ট ডায়োড সিরিজ VF Tj বক্ররেখার বাস্তব-সময় নিরীক্ষণ করতে চিপের ভিতরে তাপমাত্রা সেন্সরকে একীভূত করে। যখন তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ডে পৌঁছায়, থ্রেশহোল্ডের 10 সেকেন্ড আগে একটি সতর্কতা জারি করা হয়, যা সিস্টেম তাপ ব্যবস্থাপনার জন্য সক্রিয় হস্তক্ষেপের সময় প্রদান করে।

3. সিস্টেম স্তরের তাপ সংযোগ: বায়ু সৌর স্টোরেজ তাপমাত্রা সমন্বয়
বায়ু সৌর শক্তি স্টোরেজ কাপলিং সিস্টেমে, একটি একীভূত তাপ ব্যবস্থাপনা প্ল্যাটফর্ম স্থাপন করা প্রয়োজন। উদাহরণ স্বরূপ, কিংহাই-এর একটি শেয়ার্ড এনার্জি স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন একটি সামুদ্রিক জলের হাইড্রোজেন উৎপাদন ব্যবস্থা গ্রহণ করে, যা লিথিয়াম ব্যাটারি গরম করতে ইলেক্ট্রোলাইটিক সেলের বর্জ্য তাপ ব্যবহার করে, শীতকালে নিম্ন তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে ব্যাটারির ক্ষমতা হ্রাসের হার 30% থেকে 5% পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। একই সময়ে, ফোটোভোলটাইক মডিউলের তরল কুলিং পাইপলাইন বায়ু টারবাইন গিয়ারবক্সের তেল সার্কিটের সাথে শীতল তরল ভাগ করে, শক্তি ক্যাসকেড ব্যবহার অর্জন করে।