Обходные диоды фотоэлектрических модулей представляют собой полупроводниковые мощные устройства, используемые в соединительной коробке фотоэлектрических солнечных панелей для защиты фотоэлектрических клеток и модулей от эффекта горячих точек.
Обходные диоды соединены параллельно с солнечной панелью. Когда солнечная панель работает нормально, ток, генерируемый ячейками, проводится и переносится нормально. Однако, если эффект горячей точки происходит на солнечной панели (например, из -за пыли, тени и т. Д. Частично препятствуя панели), балансовые диоды автоматически активируются, обходя пораженные ячейки и позволяя току проходить через обходной цепь. Эта стратегия предотвращает сжигание солнечной батареи из -за большого тока, вызванного эффектом горячей точки, что позволяет системе солнечной энергии продолжать генерировать электроэнергию. Это значительно снижает риск повреждения клеток или даже пожара из -за перегрева, тем самым обеспечивая стабильную и безопасную работу солнечной фермы.
Ключевая характеристика байпаса диода:
Напряжение обратного разрушения диода должно быть выше, чем сумма открытой - напряжения схемы солнечных элементов, подключенных параллельно;
Рабочий ток диода должен быть больше, чем короткий - ток схемы отдельного солнечного элемента;
Падение напряжения диода должно быть как можно меньше. Когда ток является постоянным, более крупное падение напряжения увеличивает вероятность производства тепла, потенциально вызывая диодное разрушение;
Тепловое сопротивление диода отражает его способность рассеивания тепла; Чем ниже тепловое сопротивление, тем лучше рассеяние тепла;
Максимальная температура соединения отражает теплостойкость диода. Если рабочая температура диода превышает этот предел в течение длительного периода времени, она может перегреться и терпеть неудачу. Температура соединения, как правило, требуется превышать 200 градусов.
Без обходных диодов, что произойдет, когда заштриховалось
Теперь предположим, что солнечный элемент №2 в строке стал частично или полностью затенен, в то время как оставшиеся две ячейки в серии подключенной строки не имеют, то есть они остаются на полном солнце. Когда это произойдет, вывод подключенной строки серии резко уменьшится, как показано.
Теперь предположим, что 2 -я ячейка в струне солнечной элементы частично или полностью затенена, чтобы принести горячую точку, в то время как две другие солнечные элементы не затенены, то есть они все еще находятся в полном солнечном свете. Когда это произойдет, выходная мощность строки солнечных элементов резко падает, как показано на рисунке.
Поскольку заштрихованная ячейка заставляет его ток падать, здоровая, не сменная ячейка адаптируется к этому току, падающему, увеличивая его открытое - схему напряжения на кривой I - v. Это заставляет затененную ячейку стать смещением обратного, генерируя отрицательное напряжение на его терминалах.
Это обратное напряжение заставляет ток течь в противоположном направлении через затененную ячейку, заставляя его потреблять мощность со скоростью, которая зависит от ISC и IMPP. Следовательно, полностью заштрихованная ячейка испытывает падение обратного напряжения при всех текущих условиях и, следовательно, рассеивает или потребляет мощность, а не генерирует ее.
С обходным диодом для защиты разрушения солнечных элементов от горячей точки
В условиях тени 2 -й солнечный элемент останавливается для выработки электроэнергии, ведя себя аналогично сопротивлению полупроводника, которое мы описали в вышеперечисленном. Поскольку заштрихованная ячейка генерирует обратную мощность, она смещает параллельный балансовый диод, отвлекая ток от двух здоровых ячеек в байпасный диод, как показано зелеными стрелками на диаграмме выше. Таким образом, обходной диод, соединенный через заштрихованную ячейку, создает ток, который поддерживает работу двух других фотоэлектрических ячеек.
Другим преимуществом параллельных диодов шунтирования является то, что при смещении вперед, то есть при их проведении, падение прямого напряжения составляет приблизительно на 0,6 вольт, что ограничивает любое высокое обратное отрицательное напряжение, приносящее заштрихованную ячейку, следовательно, снижая условия температуры горячей точки и, таким образом, разрушение ячейки, позволяя клетке восстанавливаться при удалении затенения.
