PV -module Bypass -diodes zijn halfgeleidervermogensapparaten die worden gebruikt in de aansluitdoos met fotovoltaïsche zonnepanelen om fotovoltaïsche cellen en modules tegen het hotspot -effect te beschermen.
Bypass -diodes zijn parallel aangesloten met het zonnepaneel. Wanneer het zonnepaneel normaal werkt, wordt de door de cellen gegenereerde stroom uitgevoerd en normaal overgebracht. Als het hotspot -effect echter optreedt op het zonnepaneel (bijvoorbeeld vanwege stof, schaduwen, enz. Gedeeltelijk belemmeren van het paneel), worden de bypass -diodes automatisch geactiveerd, waardoor de aangetaste cellen worden omzeild en de stroom door het bypasscircuit kunnen stromen. Deze strategie voorkomt dat het zonnepaneel brandt vanwege de grote stroom veroorzaakt door het hotspot -effect, waardoor het zonne -energiesysteem elektriciteit kan blijven genereren. Dit verlaagt het risico op celschade of zelfs brand als gevolg van oververhitting aanzienlijk, waardoor de stabiele en veilige werking van de zonneboerderij wordt gewaarborgd.
Belangrijkste karakteritiek van bypass -diode:
De omgekeerde afbraakspanning van de diode moet hoger zijn dan de som van de open - circuitspanningen van de in parallel verbonden zonnecellen;
De bedrijfsstroom van de diode moet groter zijn dan de korte - circuitstroom van de afzonderlijke zonnecel;
De spanningsval van de diode moet zo klein mogelijk zijn. Wanneer de stroom constant is, verhoogt een grotere spanningsdaling de kans op warmteproductie, waardoor mogelijk diodefalen worden veroorzaakt;
De thermische weerstand van de diode weerspiegelt het warmtedissipatievermogen; Hoe lager de thermische weerstand, hoe beter de warmteafwijking;
De maximale junctietemperatuur weerspiegelt de warmtetolerantie van de diode. Als de bedrijfstemperatuur van de diode deze limiet voor een lange periode overschrijdt, kan deze oververhit raken en falen. De junctietemperatuur moet over het algemeen meer dan 200 graden zijn.
Zonder bypass -diodes, wat zal er gebeuren als ze worden gearceerd
Laten we nu aannemen dat zonnecel NO2 in de string gedeeltelijk of volledig gearceerd is geworden, terwijl de resterende twee cellen in de serie verbonden string dat niet hebben, dat wil zeggen dat ze in de volle zon blijven. Wanneer dit gebeurt, zal de uitvoer van de serie -verbonden string dramatisch verminderen zoals weergegeven.
Stel nu dat de 2e cel in de string van de zonnecel gedeeltelijk of volledig gearceerd is om een hotspot te brengen, terwijl de andere twee zonnecellen niet in de schaduw zijn, dat wil zeggen dat ze nog steeds in vol zonlicht zijn. Wanneer dit gebeurt, zal het uitgangsvermogen van de zonnecelstring sterk dalen, zoals weergegeven in de figuur.
Omdat de gearceerde cel ervoor zorgt dat de stroom daalt, past de gezonde, niet -geschokte cel zich aan deze stroom aan door zijn open - circuitspanning op de i - v karakteristieke curve te verhogen. Dit zorgt ervoor dat de gearceerde cel omgekeerd wordt, waardoor een negatieve spanning over zijn terminals wordt gegenereerd.
Deze omgekeerde spanning zorgt ervoor dat de stroom in de tegenovergestelde richting door de gearceerde cel stroomt, waardoor het vermogen verbruikt met een snelheid die afhankelijk is van ISC en de IMPP. Daarom ervaart een volledig gearceerde cel een omgekeerde spanningsval onder alle huidige omstandigheden en dissipeert of verbruikt daarom kracht in plaats van deze te genereren.
Met bypass -diode om het falen van zonnecellen te beschermen tegen hotspot
Onder schaduwomstandigheden stopt de 2e zonnecel om elektriciteit te genereren, die zich op dezelfde manier gedraagt als de halfgeleiderweerstand die we op het bovenstaande hebben beschreven. Omdat de gearceerde cel omgekeerd vermogen genereert, voorspelt hij de parallelle bypass -diode, waarbij stroom wordt afgeleid van de twee gezonde cellen naar de bypass -diode, zoals weergegeven door de groene pijlen in het bovenstaande diagram. Aldus creëert de bypass -diode die over de gearceerde cel is verbonden een stroompad dat de werking van de andere twee fotovoltaïsche cellen handhaaft.
Een ander voordeel van de parallelle bypass -diodes is dat wanneer voorwaartse bevooroordeeld, dwz wanneer ze leiden, de voorwaartse spanningsval ongeveer 0,6 volt is, waardoor elke hoge omgekeerde negatieve spanning wordt beperkt die door de gearceerde cel wordt gebracht, waardoor de temperatuuromstandigheden van de hotspot en dus celfalen worden verkleind, waardoor de cel kan herstellen wanneer de schaduw wordt verwijderd.
