Solarzellen-Array: Anti-Reverse-Diode und Bypass-Diode

In der quadratischen Anordnung von Solarzellen ist die Diode ein sehr verbreitetes Bauteil.Die üblicherweise verwendeten Dioden sind im Wesentlichen Silizium-Gleichrichterdioden.Lassen Sie bei der Auswahl einen Spielraum in den Spezifikationen, um Pannenschäden vorzubeugen.Im Allgemeinen müssen die Sperrspitzendurchbruchspannung und der maximale Betriebsstrom mehr als das Doppelte der maximalen Betriebsspannung und des maximalen Betriebsstroms betragen.Dioden werden in Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt.

1. Anti-Reverse-Diode (Anti-Rückfluss).

Eine der Funktionen desAnti-Reverse-Diodesoll verhindern, dass der Strom der Batterie vom Solarzellenmodul oder der quadratischen Anordnung zum Modul oder der quadratischen Anordnung umgekehrt wird, wenn kein Strom erzeugt wird, was nicht nur Energie verbraucht, sondern auch dazu führt, dass das Modul oder die quadratische Anordnung Energie verbraucht erhitzen oder sogar beschädigt werden;Die zweite Funktion besteht darin, den Stromfluss zwischen den Zweigen des quadratischen Arrays im Batteriearray zu verhindern. Dies liegt daran, dass die Ausgangsspannung jedes Zweigs in Reihe nicht absolut gleich sein kann und es immer einen Unterschied zwischen der hohen und der niedrigen Spannung gibt Jeder Zweig oder die Ausgangsspannung eines Zweigs wird aufgrund von Fehlern oder Schattenabschattung reduziert, und der Strom des Hochspannungszweigs fließt zum Niederspannungszweig, oder sogar die Ausgangsspannung der gesamten quadratischen Anordnung wird reduziert.Dieses Phänomen kann vermieden werden, indem in jedem Zweig Anti-Reverse-Ladedioden in Reihe geschaltet werden.
Im unabhängigen Photovoltaik-Stromerzeugungssystem sind einige Photovoltaik-Controllerschaltungen mit Anti-Reverse-Ladedioden verbunden, d. h. wenn der Controller über die Anti-Reverse-Ladefunktion verfügt, muss der Komponentenausgang nicht mit der Diode verbunden werden.
Die Anti-Reverse-Diode weist einen Vorwärtsspannungsabfall auf und es entsteht ein gewisser Stromverbrauch, wenn sie im Stromkreis in Reihe geschaltet wird.Der Spannungsabfall der im Allgemeinen verwendeten Silizium-Gleichrichterdiode beträgt etwa 0,7 V, und die Hochleistungsröhre kann 1 bis 20,3 V erreichen, aber ihre Spannungsfestigkeit und Leistung ist gering und eignet sich für Anwendungen mit geringer Leistung.

PV-Anti-Reverse-Dioden müssen die folgenden Eigenschaften aufweisen:

1. Hochspannung: Im Allgemeinen müssen 1500 V überschritten werden, da die maximale Photovoltaikanlage 1000 V erreicht oder überschreitet.

2. Geringer Stromverbrauch, d. h. der Einschaltwiderstand (die Einschaltimpedanz ist so klein wie möglich, normalerweise weniger als 0,8 bis 0,9 V): Da die Photovoltaikanlage den hohen Wirkungsgrad des gesamten Systems aufrechterhalten muss, ist die Leistung erforderlich Der Verbrauch der Anti-Reverse-Diode im Combiner-Box sollte so gering wie möglich sein.

3. Gute Wärmeableitungskapazität (geringer Wärmewiderstand und gute Wärmeableitung sind erforderlich): Da die Arbeitsumgebung des Photovoltaik-Sammelkastens normalerweise schlecht ist, muss die Anti-Reverse-Diode über eine gute Wärmeableitungskapazität verfügen und muss dies normalerweise auch tun Berücksichtigen Sie die klimatischen Bedingungen wie die Gobi und das Plateau.

2. Bypass-Diode

Wenn mehrere Solarzellenmodule in Reihe geschaltet sind, um ein quadratisches Zellenarray oder einen Zweig eines quadratischen Zellenarrays zu bilden, müssen eine (oder 2–3) Dioden umgekehrt parallel an den positiven und negativen Ausgangsanschlüssen jeder Batterie angeschlossen werden Panel.Die an beiden Enden des Bauteils parallel geschalteten Dioden werden Bypass-Dioden genannt.
Die Funktion der Bypass-Diode besteht darin, zu verhindern, dass eine bestimmte Komponente in der quadratischen Anordnung oder ein bestimmter Teil der Komponente abgeschattet wird oder eine Fehlfunktion aufweist, um die Stromerzeugung zu stoppen.An beiden Enden der Komponenten-Bypass-Diode wird eine Vorspannung in Durchlassrichtung erzeugt, um die Diode leitend zu machen.Der String-Arbeitsstrom umgeht die fehlerhafte Komponente und fließt durch die Diode, wodurch die Stromerzeugung anderer normaler Komponenten nicht beeinträchtigt wird.Gleichzeitig schützt es die umgangene Komponente vor Schäden durch hohe Vorwärtsspannung oder Erwärmung aufgrund des „Hot-Spot-Effekts“.
Bypass-Dioden werden in der Regel direkt in der Anschlussdose eingebaut.Je nach Leistung der Komponenten und Anzahl der Batteriezellenstränge werden 1 bis 3 Dioden verbaut.
Bypass-Dioden sind in keiner Situation erforderlich.Wenn die Komponenten einzeln oder parallel verwendet werden, müssen sie nicht an die Diode angeschlossen werden.In Fällen, in denen die Anzahl der in Reihe geschalteten Komponenten gering ist und die Arbeitsumgebung gut ist, kann auch darüber nachgedacht werden, keine Bypass-Diode zu verwenden.

Prinzip der Diodenschutzschaltung

Die häufigste Funktion einer Diode besteht darin, den Strom nur in einer Richtung fließen zu lassen (Vorwärtsvorspannung genannt) und in Sperrrichtung zu sperren (Rückwärtsvorspannung genannt).

Wenn eine Durchlassvorspannung erzeugt wird, erhöht die gegenseitige Unterdrückung des externen elektrischen Feldes und des selbst aufgebauten elektrischen Feldes den Diffusionsstrom der Träger und verursacht den Durchlassstrom (d. h. die Ursache der elektrischen Leitung).

Wenn eine umgekehrte Vorspannung erzeugt wird, werden das externe elektrische Feld und das selbst aufgebaute elektrische Feld weiter verstärkt, wodurch ein umgekehrter Sättigungsstrom I0 entsteht, der in einem bestimmten umgekehrten Spannungsbereich nichts mit der umgekehrten Vorspannung zu tun hat (dies ist der Grund). für Nichtleitfähigkeit).

Wenn außen eine Sperrspannung anliegt, werden das externe elektrische Feld und das selbst aufgebaute elektrische Feld weiter verstärkt und bilden einen umgekehrten Sättigungsstrom I0, der innerhalb eines bestimmten Sperrspannungsbereichs unabhängig vom Wert der Sperrspannung ist.