Niz solarnih ćelija: Anti-Reverse Diode i Bypass Diode

U kvadratnom nizu solarnih ćelija, dioda je vrlo čest uređaj.Najčešće korištene diode su u osnovi silikonske ispravljačke diode.Prilikom odabira ostavite marginu u specifikacijama kako biste spriječili oštećenje od kvara.Općenito, obrnuti vršni probojni napon i maksimalna radna struja moraju biti više od dvostruko veći od maksimalnog radnog napona i radne struje.Diode su uglavnom podijeljene u dvije kategorije u solarnim fotonaponskim sistemima za proizvodnju energije.

1. Dioda protiv povratnog toka (protiv povratnog toka).

Jedna od funkcijaanti-reverse diodaje spriječiti da se struja baterije iz modula solarne ćelije ili kvadratnog niza preokrene na modul ili kvadratni niz kada ne proizvodi električnu energiju, što ne samo da troši energiju, već također uzrokuje da modul ili kvadratni niz zagrijati ili čak oštetiti;Druga funkcija je spriječiti protok struje između grana kvadratnog niza u nizu baterija. To je zato što izlazni napon svake grane u nizu ne može biti apsolutno jednak, uvijek postoji razlika između visokog i niskog napona svaka grana, ili izlazni napon grane se smanjuje zbog greške ili zasjenjenja, a struja visokonaponske grane će teći do niskonaponske grane, ili će se čak smanjiti izlazni napon ukupnog kvadratnog niza.Ovaj fenomen se može izbjeći povezivanjem dioda protiv obrnutog punjenja u seriju u svakoj grani.
U nezavisnom fotonaponskom sistemu za proizvodnju električne energije, neki krugovi fotonaponskog regulatora su povezani na diode protiv obrnutog punjenja, odnosno, kada kontroler ima funkciju anti-reverznog punjenja, izlaz komponente ne mora biti spojen na diodu.
Anti-reverzna dioda ima pad napona naprijed, a postojat će i određena potrošnja energije kada se serijski spoji u krug.Pad napona silikonske ispravljačke diode koji se obično koristi je oko 0,7 V, a cijev velike snage može doseći 1 ~ 20,3 V, ali njen napon može izdržati i snaga je mala, pogodna za aplikacije male snage.

PV anti-reverzne diode moraju imati sljedeće karakteristike:

1. Visok napon: generalno treba da premaši 1500V, jer će maksimalni fotonaponski niz dostići ili premašiti 1000V.

2. Niska potrošnja energije, odnosno otpor uključenosti (impedansa uključenog stanja je što manja, obično manja od 0,8~0,9V): Pošto fotonaponski sistem treba da održava visoku efikasnost čitavog sistema, snaga potrošnja anti-reverse diode u kombinatoru treba biti što manja.

3. Dobar kapacitet odvođenja topline (potrebna je niska toplinska otpornost i dobro rasipanje topline): Budući da je radno okruženje fotonaponske kombinacijske kutije obično loše, anti-reverzna dioda mora imati dobar kapacitet odvođenja topline, a obično također treba uzeti u obzir klimatske uslove kao što su Gobi i visoravni.

2. Bypass dioda

Kada postoji više modula solarnih ćelija povezanih u seriju da formiraju kvadratni niz ćelija ili granu kvadratnog niza ćelija, jedna (ili 2~3) diode moraju biti spojene obrnuto paralelno na pozitivne i negativne izlazne terminale svake baterije panel.Diode spojene paralelno na oba kraja komponente nazivaju se bypass diode.
Funkcija bypass diode je spriječiti da određena komponenta u kvadratnom nizu ili određeni dio komponente bude zasjenjena ili neispravna kako bi se zaustavila proizvodnja energije.Bias će se formirati na oba kraja komponentne premosnice diode kako bi dioda provodila.Radna struja žice zaobilazi neispravnu komponentu i teče kroz diodu, što ne utiče na proizvodnju energije drugih normalnih komponenti.U isto vrijeme, također štiti premoštenu komponentu od oštećenja zbog velike predrasude ili zagrijavanja zbog „efekta vruće tačke“.
Bypass diode se obično ugrađuju direktno u razvodnu kutiju.U zavisnosti od snage komponenti i broja nizova baterija, ugrađuju se 1 do 3 diode.
Bypass diode nisu potrebne ni u jednoj situaciji.Kada se komponente koriste same ili paralelno, ne moraju biti spojene na diodu.Za slučajeve u kojima je broj komponenti u seriji mali, a radno okruženje dobro, moguće je razmotriti i korištenje bypass diode.

Princip Diodnog zaštitnog kola

Najčešća funkcija diode je da dopusti struji da prolazi samo u jednom smjeru (naziva se prednapredna pristranost) i blokira u obrnutom smjeru (nazvana reverzna pristranost).

Kada se generira prednapon napona, međusobno potiskivanje vanjskog električnog polja i električnog polja koje je sami izgradilo povećava difuzijsku struju nosilaca i uzrokuje struju naprijed (to jest, uzrok električne provodljivosti).

Kada se generira obrnuti napon, vanjsko električno polje i samoizgrađeno električno polje se dodatno jačaju, formirajući obrnutu struju zasićenja I0 koja nema nikakve veze sa naponom obrnutog prednapona u određenom opsegu obrnutog napona (ovo je razlog za neprovodljivost).

Kada postoji prednapon obrnutog napona izvana, vanjsko električno polje i vlastito izgrađeno električno polje su dodatno ojačani, formirajući obrnutu struju zasićenja I0 koja je nezavisna od vrijednosti napona obrnutog prednapona unutar određenog raspona obrnutog napona.