具有再生反馈功能的动态旁路控制器，用于无热点问题的光伏模块

《IEEE Journal of Photovoltaics》：Dynamic Bypass Controller With Regenerative Feedback for Hot-Spot-Free PV Modules

光伏热斑抑制技术研究中提出双开关配置方案，通过动态旁路和断开电路实现故障子模块的智能调控，红外热成像实验证明该方案能有效维持故障组件温度接近正常水平，相比传统二极管方案降低78%热斑发生概率，提升系统可靠性。

　　

摘要：

在光伏（PV）领域，确保模块的最佳性能和寿命对于实现投资回报最大化至关重要。PV系统中的一个关键挑战是局部过热现象，即“热点”的出现，这可能导致不可逆的损坏、效率降低，甚至引发火灾隐患。本文提出了一种通过在子模块层面采用双开关配置来缓解热点问题的新方法。与传统旁路二极管不同，该设计具有动态旁路和断开电路功能，能够根据旁路情况自动断开受影响的电池单元，并在旁路条件消除后重新连接它们。文章详细介绍了该电路的工作原理及其在各种遮挡情况下对子模块性能的影响。实验测试将所提出的解决方案与采用标准旁路二极管保护的子模块进行了对比，测试条件为最坏情况下的电池故障。使用红外热成像技术分析了子模块间的温度分布。结果表明，在采用该设计的子模块中，故障电池的温度与其他电池相近，而标准旁路二极管会导致被遮挡的电池严重过热。这证明了该设计在提高PV系统可靠性、防止热点形成以及改善热管理方面的潜力。

引言

全球向可再生能源的转型使得光伏（PV）技术成为可持续发电领域的关键力量。PV系统具有高度的灵活性，适用于住宅、商业和公用事业规模的应用场景，其模块化设计、易于安装以及成本下降的特点推动了其快速发展。然而，与PV模块在其使用寿命期间的可靠性和维护相关的问题仍然存在[1]、[2]。