Conjunto de células solares: diodo antirretroceso y diodo de derivación

En el conjunto cuadrado de células solares, el diodo es un dispositivo muy común.Los diodos comúnmente utilizados son básicamente diodos rectificadores de silicio.Al seleccionar, deje un margen en las especificaciones para evitar daños por avería.Generalmente, el voltaje de ruptura pico inverso y la corriente operativa máxima deben ser más del doble del voltaje y la corriente operativa máximas.Los diodos se dividen principalmente en dos categorías en los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica.

1. Diodo antirretroceso (antirreflujo)

Una de las funciones deldiodo antirretrocesoes evitar que la corriente de la batería del módulo de células solares o del conjunto cuadrado se invierta al módulo o al conjunto cuadrado cuando no está generando electricidad, lo que no sólo consume energía, sino que también hace que el módulo o el conjunto cuadrado se calentarse o incluso dañarse;La segunda función es evitar el flujo de corriente entre las ramas del conjunto cuadrado en el conjunto de baterías. Esto se debe a que el voltaje de salida de cada rama en serie no puede ser absolutamente igual, siempre hay una diferencia entre el voltaje alto y bajo de cada rama, o el voltaje de salida de una rama se reduce debido a una falla o sombreado, y la corriente de la rama de alto voltaje fluirá hacia la rama de bajo voltaje, o incluso se reducirá el voltaje de salida de la matriz cuadrada total.Este fenómeno se puede evitar conectando diodos anti-carga inversa en serie en cada rama.
En el sistema de generación de energía fotovoltaica independiente, algunos circuitos controladores fotovoltaicos se han conectado a diodos de carga antirreversa, es decir, cuando el controlador tiene la función de carga antirreversa, no es necesario conectar la salida del componente al diodo.
El diodo antirretroceso tiene una caída de voltaje directo y habrá un cierto consumo de energía cuando se conecte en serie en el circuito.La caída de voltaje del diodo rectificador de silicio que se usa generalmente es de aproximadamente 0,7 V, y el tubo de alta potencia puede alcanzar 1 ~ 20,3 V, pero su voltaje soportado y la potencia son pequeños, adecuados para aplicaciones de baja potencia.

Los diodos fotovoltaicos antirretroceso deben tener las siguientes características:

1. Alto voltaje: generalmente es necesario exceder los 1500 V, porque la matriz fotovoltaica máxima alcanzará o superará los 1000 V.

2. Bajo consumo de energía, es decir, la resistencia de encendido (la impedancia de estado de encendido es lo más pequeña posible, generalmente menos de 0,8 ~ 0,9 V): dado que el sistema fotovoltaico necesita mantener la alta eficiencia de todo el sistema, la potencia El consumo del diodo antirretroceso en la caja combinadora debe ser lo más pequeño posible.

3. Buena capacidad de disipación de calor (se requiere baja resistencia térmica y buena disipación de calor): debido a que el entorno de trabajo de la caja combinadora fotovoltaica suele ser deficiente, el diodo antirretroceso debe tener una buena capacidad de disipación de calor y, por lo general, también debe tener una buena capacidad de disipación de calor. considere las condiciones climáticas como el Gobi y la meseta.

2. Diodo de derivación

Cuando hay más módulos de células solares conectados en serie para formar un conjunto de células cuadradas o una rama de un conjunto de células cuadradas, es necesario conectar uno (o 2 ~ 3) diodos en paralelo inverso en los terminales de salida positivo y negativo de cada batería. panel.Los diodos conectados en paralelo en ambos extremos del componente se denominan diodos de derivación.
La función del diodo de derivación es evitar que un determinado componente de la matriz cuadrada o una determinada parte del componente quede sombreado o funcione mal para detener la generación de energía.Se formará una polarización directa en ambos extremos del diodo de derivación del componente para que el diodo conduzca.La corriente de trabajo de la cadena pasa por alto el componente defectuoso y fluye a través del diodo, lo que no afecta la generación de energía de otros componentes normales.Al mismo tiempo, también protege el componente desviado de ser dañado por una alta polarización directa o calentamiento debido al "efecto de punto caliente".
Los diodos de derivación generalmente se instalan directamente en la caja de conexiones.Según la potencia de los componentes y el número de cadenas de celdas de batería, se instalan de 1 a 3 diodos.
No se requieren diodos de derivación en ninguna situación.Cuando los componentes se utilizan solos o en paralelo, no es necesario conectarlos al diodo.Para ocasiones en las que el número de componentes en serie es pequeño y el entorno de trabajo es bueno, también es posible considerar no utilizar diodo de derivación.

Principio del circuito de protección de diodos.

La función más común de un diodo es permitir que la corriente pase solo en una única dirección (llamada polarización directa) y bloquearla en la dirección inversa (llamada polarización inversa).

Cuando se genera una polarización de voltaje directo, la supresión mutua del campo eléctrico externo y el campo eléctrico autoconstruido aumenta la corriente de difusión de los portadores y causa la corriente directa (es decir, la causa de la conducción eléctrica).

Cuando se genera una polarización de voltaje inverso, el campo eléctrico externo y el campo eléctrico autoconstruido se fortalecen aún más, formando una corriente de saturación inversa I0 que no tiene nada que ver con el voltaje de polarización inversa en un cierto rango de voltaje inverso (esta es la razón por no conductividad).

Cuando hay una polarización de voltaje inverso en el exterior, el campo eléctrico externo y el campo eléctrico autoconstruido se fortalecen aún más, formando una corriente de saturación inversa I0 que es independiente del valor del voltaje de polarización inversa dentro de un cierto rango de voltaje inverso.