Байпасните диоди на PV модула са полупроводникови устройства за захранване, използвани в кръстовището на фотоволтаичните слънчеви панели за защита на фотоволтаичните клетки и модули от ефект на горещо място.
Байпасните диоди са свързани паралелно със слънчевия панел. Когато слънчевият панел работи нормално, токът, генериран от клетките, се провежда и прехвърля нормално. Ако обаче се появи ефект на горещо място върху слънчевия панел (например поради прах, сенки и др. Частично възпрепятстващи панела), байпасните диоди се активират автоматично, заобикаляйки засегнатите клетки и позволявайки на тока да тече през байпасната верига. Тази стратегия предотвратява изгарянето на слънчевия панел поради голям ток, причинен от ефекта на горещо място, което позволява на слънчевата електроенергия да продължи да генерира електричество. Това значително намалява риска от увреждане на клетките или дори пожар поради прегряване, като по този начин гарантира стабилната и безопасна работа на слънчевата ферма.
Ключови характеристики на байпасния диод:
Обратното напрежение на разрушаването на диода трябва да е по -високо от сумата на отворените - вериги на веригата на слънчевите клетки, свързани паралелно;
Работният ток на диода трябва да бъде по -голям от краткия - ток на веригата на отделната слънчева клетка;
Спадът на напрежението на диода трябва да бъде възможно най -малък. Когато токът е постоянен, по -големият спад на напрежението увеличава вероятността от производство на топлина, което потенциално причинява диодна повреда;
Термичното съпротивление на диода отразява способността му за разсейване на топлина; Колкото по -ниско е топлинното съпротивление, толкова по -добре е разсейването на топлината;
Максималната температура на съединението отразява толеранса на топлината на диода. Ако работната температура на диода надвишава тази граница за дълъг период от време, той може да се прегрее и да се провали. Температурата на кръстовището обикновено се изисква да бъде над 200 градуса.
Без байпасни диоди какво ще се случи при засенчване
Сега нека приемем, че слънчевата клетка NO2 в струната е станал частично или напълно засенчена, докато останалите две клетки в серийния свързан низ не са, тоест те остават на пълно слънце. Когато това се случи, изходът на свързания сериен низ ще намали драстично, както е показано.
Сега да предположим, че 2 -ра клетка в струната на слънчевите клетки е частично или напълно засенчена, за да донесе гореща точка, докато другите две слънчеви клетки не са засенчени, тоест те все още са на пълна слънчева светлина. Когато това се случи, изходната мощност на струната на слънчевите клетки ще спадне рязко, както е показано на фигурата.
Тъй като засенчената клетка причинява тока му да спадне, здравата, необработена клетка се адаптира към този текущ спад, като увеличава отвореното си напрежение на веригата - на характеристичната крива на i - V. Това кара засенчената клетка да стане обратна предубедена, генерирайки отрицателно напрежение в неговите клеми.
Това обратното напрежение причинява тока да тече в обратна посока през засенчената клетка, което го кара да консумира мощност със скорост, която зависи от ISC и IMPP. Следователно, напълно засенчена клетка изпитва обратна спада на напрежението при всички текущи условия и следователно разсейва или консумира мощност, а не я генерира.
С байпасен диод за защита на недостатъчност на слънчевите клетки от гореща точка
При условия на сянка втората слънчева клетка спира да генерира електричество, като се държи подобно на полупроводниковата резистентност, която описахме на горното. Тъй като засенчената клетка генерира обратна мощност, тя напред отклонява паралелния байпасен диод, отклонявайки тока от двете здрави клетки към байпасния диод, както е показано от зелените стрелки в диаграмата по -горе. По този начин байпасният диод, свързан през засенчената клетка, създава токов път, който поддържа работата на другите две фотоволтаични клетки.
Друго предимство на паралелните байпасни диоди е, че когато е отклонен напред, т.е. когато се провеждат, спадът на напрежението напред е приблизително 0,6 волта, като по този начин ограничава всяко високо обратното отрицателно напрежение, доведено от засенчената клетка, като по този начин се намалява температурните условия на горещата точка и по този начин клетъчната недостатъчност, което позволява на клетката да се възстанови, когато засенчването се отстрани.
