Réseau de cellules solaires : diode anti-retour et diode de dérivation

Dans le réseau carré de cellules solaires, la diode est un dispositif très courant.Les diodes couramment utilisées sont essentiellement des diodes de redressement au silicium.Lors de la sélection, laissez une marge dans les spécifications pour éviter les pannes.Généralement, la tension de claquage de crête inverse et le courant de fonctionnement maximum doivent être supérieurs à deux fois la tension de fonctionnement et le courant de fonctionnement maximum.Les diodes sont principalement divisées en deux catégories dans les systèmes de production d'énergie solaire photovoltaïque.

1. Diode anti-retour (anti-reflux)

Une des fonctions dudiode anti-retourest d'empêcher le courant de la batterie du module de cellule solaire ou du réseau carré d'être inversé vers le module ou le réseau carré lorsqu'il ne produit pas d'électricité, ce qui non seulement consomme de l'énergie, mais amène également le module ou le réseau carré à chauffer ou même être endommagé ;La deuxième fonction est d'empêcher le flux de courant entre les branches du réseau carré dans le réseau de batteries. En effet, la tension de sortie de chaque branche en série ne peut pas être absolument égale, il y a toujours une différence entre la tension haute et basse de chaque branche, ou la tension de sortie d'une branche est réduite en raison d'un défaut ou d'un ombrage, et le courant de la branche haute tension circulera vers la branche basse tension, ou même la tension de sortie du réseau carré total sera réduite.Ce phénomène peut être évité en connectant des diodes de charge anti-retour en série dans chaque branche.
Dans le système de production d'énergie photovoltaïque indépendant, certains circuits de contrôleur photovoltaïque ont été connectés à des diodes de charge anti-retour, c'est-à-dire que lorsque le contrôleur a la fonction de charge anti-retour, la sortie du composant n'a pas besoin d'être connectée à la diode.
La diode anti-retour présente une chute de tension directe et il y aura une certaine consommation d'énergie lorsqu'elle sera connectée en série dans le circuit.La chute de tension de la diode de redressement au silicium généralement utilisée est d'environ 0,7 V, et le tube haute puissance peut atteindre 1 ~ 20,3 V, mais sa tension de tenue et sa puissance sont faibles, adaptées aux applications de faible puissance.

Les diodes anti-retour PV doivent avoir les caractéristiques suivantes :

1. Haute tension : il faut généralement dépasser 1 500 V, car le champ photovoltaïque maximum atteindra ou dépassera 1 000 V.

2. Faible consommation d'énergie, c'est-à-dire la résistance à l'état passant (l'impédance à l'état passant est aussi petite que possible, généralement inférieure à 0,8 ~ 0,9 V) : étant donné que le système photovoltaïque doit maintenir le rendement élevé de l'ensemble du système, la puissance la consommation de la diode anti-retour dans le boîtier de combinaison doit être la plus faible possible.

3. Bonne capacité de dissipation thermique (une faible résistance thermique et une bonne dissipation thermique sont requises) : étant donné que l'environnement de travail du boîtier de combinaison photovoltaïque est généralement médiocre, la diode anti-retour doit avoir une bonne capacité de dissipation thermique et doit généralement également considérez les conditions climatiques telles que le Gobi et le plateau.

2. Diode de dérivation

Lorsqu'il y a plusieurs modules de cellules solaires connectés en série pour former un réseau de cellules carrées ou une branche d'un réseau de cellules carrées, une (ou 2 à 3) diodes doivent être connectées en parallèle inverse aux bornes de sortie positives et négatives de chaque batterie. panneau.Les diodes connectées en parallèle aux deux extrémités du composant sont appelées diodes de dérivation.
La fonction de la diode de dérivation est d'empêcher un certain composant du réseau carré ou une certaine partie du composant d'être ombragé ou de fonctionner mal pour arrêter la production d'énergie.Une polarisation directe sera formée aux deux extrémités de la diode de dérivation du composant pour rendre la diode conductrice.Le courant de fonctionnement de la chaîne contourne le composant défectueux et traverse la diode, ce qui n'affecte pas la production d'énergie des autres composants normaux.Dans le même temps, il protège également le composant contourné contre les dommages causés par une polarisation directe élevée ou un échauffement dû à « l'effet de point chaud ».
Les diodes bypass sont généralement installées directement dans la boîte de jonction.Selon la puissance des composants et le nombre de chaînes d'éléments de batterie, 1 à 3 diodes sont installées.
Les diodes de dérivation ne sont nécessaires dans aucune situation.Lorsque les composants sont utilisés seuls ou en parallèle, il n'est pas nécessaire de les connecter à la diode.Dans les cas où le nombre de composants en série est faible et où l'environnement de travail est bon, il est également possible d'envisager de ne pas utiliser de diode de dérivation.

Principe du circuit de protection des diodes

La fonction la plus courante d'une diode est de permettre au courant de passer uniquement dans un seul sens (appelé polarisation directe) et de le bloquer dans le sens inverse (appelé polarisation inverse).

Lorsqu'une polarisation de tension directe est générée, la suppression mutuelle du champ électrique externe et du champ électrique auto-construit augmente le courant de diffusion des porteurs et provoque le courant direct (c'est-à-dire la cause de la conduction électrique).

Lorsqu'une polarisation de tension inverse est générée, le champ électrique externe et le champ électrique auto-construit sont encore renforcés, formant un courant de saturation inverse I0 qui n'a rien à voir avec la tension de polarisation inverse dans une certaine plage de tension inverse (c'est la raison pour laquelle pour la non-conductivité).

Lorsqu'il y a une polarisation de tension inverse à l'extérieur, le champ électrique externe et le champ électrique auto-construit sont encore renforcés, formant un courant de saturation inverse I0 qui est indépendant de la valeur de tension de polarisation inverse dans une certaine plage de tension inverse.