Diody obejściowe modułu PV są urządzeniami mocy półprzewodnikowej stosowanymi w skrzynce połączenia fotowoltaicznych paneli słonecznych w celu ochrony ogniw fotowoltaicznych i modułów przed efektem gorącego miejsca.
Diody obejściowe są połączone równolegle z panelem słonecznym. Gdy panel słoneczny działa normalnie, prąd generowany przez komórki jest przeprowadzany i przenoszony normalnie. Jeśli jednak efekt gorącego miejsca wystąpi na panelu słonecznym (na przykład z powodu pyłu, cieni itp. Częściowo utrudniając panelu), diody obejściowe są automatycznie aktywowane, omijając dotknięte komórki i umożliwiając przepływ prądu przez obwód obejściowy. Ta strategia uniemożliwia spalanie panelu słonecznego z powodu dużego prądu spowodowanego efektem gorącego miejsca, umożliwiając systemowi energii słonecznej kontynuowanie wytwarzania energii elektrycznej. To znacznie obniży ryzyko uszkodzenia komórek, a nawet pożaru z powodu przegrzania, zapewniając w ten sposób stabilne i bezpieczne działanie farmy słonecznej.
Kluczowe charakterystyki diody obejściowej:
Napięcie rozkładu odwrotnego diody musi być wyższe niż suma napięć obwodu otwartych ogniw słonecznych połączonych równolegle;
Prąd roboczy diody musi być większy niż prąd zwarcia poszczególnych ogniw słonecznych;
Spadek napięcia diody powinien być tak mały, jak to możliwe. Gdy prąd jest stały, większy spadek napięcia zwiększa prawdopodobieństwo produkcji ciepła, potencjalnie powodując awarię diody;
Opór termiczny diody odzwierciedla jego zdolność rozpraszania ciepła; Im niższa odporność termiczna, tym lepsze rozpraszanie ciepła;
Maksymalna temperatura połączenia odzwierciedla tolerancję cieplną diody. Jeśli temperatura robocza diody przekracza ten limit przez długi czas, może ona przegrzać i zawieść. Temperatura skrzyżowania jest ogólnie wymagana do przekraczania 200 stopni.
Bez obwodnictwa, co się stanie po zaciedzeniu
Załóżmy teraz, że ogniwo słoneczne NO2 w ciągu stało się częściowo lub w pełni zacienione, podczas gdy pozostałe dwie komórki w szeregu podłączonym nie mają, to znaczy, że pozostają w pełnym słońcu. Gdy to nastąpi, wyjście serii podłączonej ciągu znacznie zmniejszy się, jak pokazano.
Załóżmy teraz, że 2. komórka w strumieniu ogniwa słonecznego jest częściowo lub całkowicie zacieniona, aby przynieść gorące miejsce, podczas gdy pozostałe dwa ogniwa słoneczne nie są zacienione, to znaczy są w pełnym świetle słonecznym. Kiedy tak się stanie, moc wyjściowa sznurka ogniwa słonecznego spadnie gwałtownie, jak pokazano na rysunku.
Ponieważ zacieniona komórka powoduje spadek prądu, zdrowa, niezachwiana komórka dostosowuje się do tego prądu, zwiększając napięcie otwartego obwodu na krzywej charakterystycznej IV. Powoduje to, że zacieniona komórka staje się odwrotna, generując napięcie ujemne na swoich zaciskach.
To odwrócone napięcie powoduje przepływ prądu w przeciwnym kierunku przez zacienioną komórkę, powodując, że zużywa moc z prędkością, która zależy od ISC i IMPP. Dlatego w pełni zacieniona komórka doświadcza spadku odwrotnego napięcia we wszystkich obecnych warunkach, a zatem rozprasza lub zużywa moc, a nie generowanie jej.
Z diodą obejściową w celu ochrony awarii ogniw słonecznych przed gorącym punktem
W warunkach cienia druga ogniwa słoneczne zatrzymuje się, aby wytwarzać energię elektryczną, zachowując się podobnie do odporności półprzewodnikowej, którą opisaliśmy na powyższym. Ponieważ zacieniona komórka generuje moc odwrotną, do przodu odchyla równoległą diodę obejściową, prąd z dwóch zdrowych komórek do diody obejściowej, jak pokazują zielone strzałki na powyższym schemacie. Zatem dioda obejściowa połączona przez zacienioną komórkę tworzy prądową ścieżkę, która utrzymuje działanie pozostałych dwóch komórek fotowoltaicznych.
Kolejną zaletą równoległych diod obejściowych jest to, że po uprzedzeniu do przodu, tj. Po ich prowadzeniu, spadek napięcia do przodu wynosi około 0,6 wolta, ograniczając w ten sposób wszelkie wysokie napięcie ujemne do tyłu przyniesionego przez zacienioną komórkę, a tym samym zmniejszając warunki temperatury gorącej plamki, a tym samym niewydolność komórek, umożliwiając komórkę odzyskanie, gdy zacienienie zostanie usunięte.
