सौर सेल सरणी: एंटी-रिवर्स डायोड और बाईपास डायोड

सौर सेल वर्ग सरणी में, डायोड एक बहुत ही सामान्य उपकरण है।आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले डायोड मूल रूप से सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड होते हैं।चयन करते समय, टूटने से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए विशिष्टताओं में एक मार्जिन छोड़ दें।आम तौर पर, रिवर्स पीक ब्रेकडाउन वोल्टेज और अधिकतम ऑपरेटिंग करंट अधिकतम ऑपरेटिंग वोल्टेज और ऑपरेटिंग करंट के दोगुने से अधिक होना चाहिए।सौर फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणालियों में डायोड को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है।

1. एंटी-रिवर्स (एंटी-बैकफ़्लो) डायोड

के कार्यों में से एकएंटी-रिवर्स डायोडसौर सेल मॉड्यूल या वर्ग सरणी से बैटरी की धारा को मॉड्यूल या वर्ग सरणी में उलटने से रोकना है जब यह बिजली उत्पन्न नहीं कर रहा है, जो न केवल ऊर्जा की खपत करता है, बल्कि मॉड्यूल या वर्ग सरणी का कारण भी बनता है गर्म हो जाना या क्षतिग्रस्त हो जाना;दूसरा कार्य बैटरी सरणी में वर्ग सरणी की शाखाओं के बीच वर्तमान प्रवाह को रोकना है। ऐसा इसलिए है क्योंकि श्रृंखला में प्रत्येक शाखा का आउटपुट वोल्टेज बिल्कुल बराबर नहीं हो सकता है, उच्च और निम्न वोल्टेज के बीच हमेशा अंतर होता है प्रत्येक शाखा, या किसी शाखा का आउटपुट वोल्टेज गलती या छाया छायांकन के कारण कम हो जाता है, और उच्च वोल्टेज शाखा की धारा कम वोल्टेज शाखा में प्रवाहित होगी, या यहां तक ​​कि कुल वर्ग सरणी का आउटपुट वोल्टेज भी कम हो जाएगा।प्रत्येक शाखा में श्रृंखला में एंटी रिवर्स चार्जिंग डायोड को जोड़कर इस घटना से बचा जा सकता है।
स्वतंत्र फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली में, कुछ फोटोवोल्टिक नियंत्रक सर्किट को एंटी-रिवर्स चार्जिंग डायोड से जोड़ा गया है, अर्थात, जब नियंत्रक में एंटी-रिवर्स चार्जिंग फ़ंक्शन होता है, तो घटक आउटपुट को डायोड से कनेक्ट करने की आवश्यकता नहीं होती है।
एंटी-रिवर्स डायोड में फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप होता है, और सर्किट में श्रृंखला में कनेक्ट होने पर एक निश्चित बिजली की खपत होगी।आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन रेक्टिफायर डायोड का वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.7V है, और उच्च-शक्ति ट्यूब 1 ~ 20.3V तक पहुंच सकती है, लेकिन इसकी वोल्टेज और शक्ति कम है, जो कम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

पीवी एंटी-रिवर्स डायोड में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए:

1. उच्च वोल्टेज: आम तौर पर 1500V से अधिक की आवश्यकता होती है, क्योंकि अधिकतम फोटोवोल्टिक सरणी 1000V तक पहुंच जाएगी या उससे अधिक हो जाएगी।

2. कम बिजली की खपत, यानी, ऑन-प्रतिरोध (ऑन-स्टेट प्रतिबाधा जितना संभव हो उतना छोटा है, आमतौर पर 0.8 ~ 0.9V से कम): चूंकि फोटोवोल्टिक प्रणाली को पूरे सिस्टम की उच्च दक्षता बनाए रखने की आवश्यकता होती है, इसलिए बिजली कंबाइनर बॉक्स में एंटी-रिवर्स डायोड की खपत यथासंभव कम होनी चाहिए।

3. अच्छी गर्मी अपव्यय क्षमता (कम थर्मल प्रतिरोध और अच्छी गर्मी अपव्यय की आवश्यकता होती है): क्योंकि फोटोवोल्टिक कॉम्बिनर बॉक्स का कामकाजी वातावरण आमतौर पर खराब होता है, एंटी-रिवर्स डायोड में अच्छी गर्मी अपव्यय क्षमता की आवश्यकता होती है, और आमतौर पर इसकी भी आवश्यकता होती है गोबी और पठार जैसी जलवायु परिस्थितियों पर विचार करें।

2. बायपास डायोड

जब वर्गाकार सेल सरणी या वर्गाकार सेल सरणी की एक शाखा बनाने के लिए श्रृंखला में अधिक सौर सेल मॉड्यूल जुड़े होते हैं, तो प्रत्येक बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक आउटपुट टर्मिनलों पर एक (या 2 ~ 3) डायोड को रिवर्स समानांतर में कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है। पैनल.घटक के दोनों सिरों पर समानांतर में जुड़े डायोड को बाईपास डायोड कहा जाता है।
बाईपास डायोड का कार्य वर्गाकार सरणी में एक निश्चित घटक या घटक के एक निश्चित हिस्से को बिजली उत्पादन को रोकने के लिए छायांकित या खराब होने से रोकना है।डायोड को संचालित करने के लिए घटक बाईपास डायोड के दोनों सिरों पर एक फॉरवर्ड बायस बनाया जाएगा।स्ट्रिंग वर्किंग करंट दोषपूर्ण घटक को बायपास करता है और डायोड के माध्यम से प्रवाहित होता है, जो अन्य सामान्य घटकों के बिजली उत्पादन को प्रभावित नहीं करता है।साथ ही, यह बाईपास किए गए घटक को "हॉट स्पॉट प्रभाव" के कारण उच्च अग्र पूर्वाग्रह या हीटिंग से क्षतिग्रस्त होने से भी बचाता है।
बाईपास डायोड आमतौर पर सीधे जंक्शन बॉक्स में स्थापित किए जाते हैं।घटकों की शक्ति और बैटरी सेल स्ट्रिंग की संख्या के अनुसार 1 से 3 डायोड स्थापित किए जाते हैं।
किसी भी स्थिति में बाईपास डायोड की आवश्यकता नहीं होती है।जब घटकों का उपयोग अकेले या समानांतर में किया जाता है, तो उन्हें डायोड से कनेक्ट करने की आवश्यकता नहीं होती है।ऐसे अवसरों के लिए जहां श्रृंखला में घटकों की संख्या कम है और कार्य वातावरण अच्छा है, बाईपास डायोड का उपयोग न करने पर भी विचार किया जा सकता है।

डायोड सुरक्षा सर्किट का सिद्धांत

डायोड का सबसे आम कार्य केवल करंट को एक ही दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देना है (जिसे फॉरवर्ड बायस कहा जाता है) और विपरीत दिशा में ब्लॉक करना है (जिसे रिवर्स बायस कहा जाता है)।

जब एक अग्रवर्ती वोल्टेज पूर्वाग्रह उत्पन्न होता है, तो बाहरी विद्युत क्षेत्र और स्व-निर्मित विद्युत क्षेत्र का पारस्परिक दमन वाहकों के प्रसार धारा को बढ़ाता है और अग्रवर्ती धारा का कारण बनता है (अर्थात, विद्युत चालन का कारण)।

जब एक रिवर्स वोल्टेज पूर्वाग्रह उत्पन्न होता है, तो बाहरी विद्युत क्षेत्र और स्व-निर्मित विद्युत क्षेत्र को और मजबूत किया जाता है, जिससे एक रिवर्स संतृप्ति धारा I0 बनती है जिसका एक निश्चित रिवर्स वोल्टेज रेंज में रिवर्स बायस वोल्टेज से कोई लेना-देना नहीं होता है (यही कारण है) गैर-चालकता के लिए)।

जब बाहर एक रिवर्स वोल्टेज पूर्वाग्रह होता है, तो बाहरी विद्युत क्षेत्र और स्व-निर्मित विद्युत क्षेत्र को और मजबूत किया जाता है, जिससे एक रिवर्स संतृप्ति वर्तमान I0 बनता है जो एक निश्चित रिवर्स वोल्टेज रेंज के भीतर रिवर्स पूर्वाग्रह वोल्टेज मान से स्वतंत्र होता है।