Nell'array quadrato di celle solari, il diodo è un dispositivo molto comune.I diodi comunemente usati sono fondamentalmente diodi raddrizzatori al silicio.Quando si seleziona, lasciare un margine nelle specifiche per evitare danni da rottura.Generalmente, la tensione di picco inversa e la corrente operativa massima devono essere più del doppio della tensione operativa massima e della corrente operativa.I diodi sono principalmente divisi in due categorie nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica.
1. Diodo anti-inversione (anti-riflusso).
Una delle funzioni deldiodo anti-inversioneè quello di evitare che la corrente della batteria proveniente dal modulo di cella solare o dal modulo quadrato venga invertita sul modulo o dal pannello quadrato quando non sta generando elettricità, il che non solo consuma energia, ma fa anche sì che il modulo o il pannello quadrato si accendano surriscaldarsi o addirittura danneggiarsi;La seconda funzione è impedire il flusso di corrente tra i rami della matrice quadrata nella serie di batterie. Questo perché la tensione di uscita di ciascun ramo in serie non può essere assolutamente uguale, c'è sempre una differenza tra l'alta e la bassa tensione di ciascun ramo, oppure la tensione di uscita di un ramo viene ridotta a causa di guasti o ombre, e la corrente del ramo ad alta tensione fluirà verso il ramo a bassa tensione, o anche la tensione di uscita dell'intero array quadrato verrà ridotta.Questo fenomeno può essere evitato collegando diodi anti carica inversa in serie su ciascun ramo.
Nel sistema di generazione di energia fotovoltaica indipendente, alcuni circuiti del controller fotovoltaico sono stati collegati a diodi di carica anti-inversione, ovvero quando il controller ha la funzione di carica anti-inversa, non è necessario che l'uscita del componente sia collegata al diodo.
Il diodo anti-inversione ha una caduta di tensione diretta e ci sarà un certo consumo di energia quando collegato in serie al circuito.La caduta di tensione del diodo raddrizzatore al silicio generalmente utilizzato è di circa 0,7 V e il tubo ad alta potenza può raggiungere 1 ~ 20,3 V, ma la sua tensione di resistenza e la potenza sono ridotte, adatte per applicazioni a bassa potenza.
I diodi anti-inversione FV devono avere le seguenti caratteristiche:
1. Alta tensione: generalmente è necessario superare i 1500 V, poiché il campo fotovoltaico massimo raggiungerà o supererà i 1000 V.
2. Basso consumo energetico, ovvero la resistenza on (l'impedenza dello stato on è la più piccola possibile, solitamente inferiore a 0,8~0,9 V): poiché il sistema fotovoltaico deve mantenere l'elevata efficienza dell'intero sistema, la potenza il consumo del diodo anti-inversione nel quadro combinato dovrebbe essere il più basso possibile.
3. Buona capacità di dissipazione del calore (sono necessarie una bassa resistenza termica e una buona dissipazione del calore): poiché l'ambiente di lavoro della scatola combinatrice fotovoltaica è solitamente scarso, il diodo anti-inversione deve avere una buona capacità di dissipazione del calore e solitamente anche considerare le condizioni climatiche come quelle del Gobi e dell'altopiano.
2. Diodo di bypass
Quando ci sono più moduli di celle solari collegati in serie per formare una matrice di celle quadrate o un ramo di una matrice di celle quadrate, uno (o 2~3) diodi devono essere collegati in parallelo inverso ai terminali di uscita positivo e negativo di ciascuna batteria pannello.I diodi collegati in parallelo ad entrambe le estremità del componente sono chiamati diodi di bypass.
La funzione del diodo di bypass è quella di impedire che un determinato componente nell'array quadrato o una determinata parte del componente venga oscurato o non funzioni correttamente per interrompere la generazione di energia.Verrà formata una polarizzazione diretta su entrambe le estremità del diodo di bypass del componente per far condurre il diodo.La corrente di lavoro della stringa bypassa il componente difettoso e scorre attraverso il diodo, il che non influisce sulla generazione di energia di altri componenti normali.Allo stesso tempo, protegge anche il componente bypassato dal danneggiamento causato da un'elevata polarizzazione diretta o dal riscaldamento dovuto all'“effetto hot spot”.
I diodi di bypass vengono generalmente installati direttamente nella scatola di giunzione.A seconda della potenza dei componenti e del numero delle stringhe di celle della batteria vengono installati da 1 a 3 diodi.
I diodi di bypass non sono necessari in nessuna situazione.Quando i componenti vengono utilizzati da soli o in parallelo, non è necessario collegarli al diodo.Per le occasioni in cui il numero di componenti in serie è piccolo e l'ambiente di lavoro è buono, è anche possibile considerare di non utilizzare il diodo di bypass.
Principio del circuito di protezione a diodi
La funzione più comune di un diodo è consentire alla corrente di passare solo in una singola direzione (chiamata polarizzazione diretta) e bloccarla nella direzione inversa (chiamata polarizzazione inversa).
Quando viene generata una polarizzazione di tensione diretta, la soppressione reciproca del campo elettrico esterno e del campo elettrico autocostruito aumenta la corrente di diffusione dei portatori e provoca la corrente diretta (cioè la causa della conduzione elettrica).
Quando viene generata una polarizzazione di tensione inversa, il campo elettrico esterno e il campo elettrico autocostruito vengono ulteriormente rafforzati, formando una corrente di saturazione inversa I0 che non ha nulla a che fare con la tensione di polarizzazione inversa in un certo intervallo di tensione inversa (questo è il motivo per non conduttività).
Quando è presente una polarizzazione di tensione inversa all'esterno, il campo elettrico esterno e il campo elettrico autocostruito vengono ulteriormente rafforzati, formando una corrente di saturazione inversa I0 che è indipendente dal valore della tensione di polarizzazione inversa entro un determinato intervallo di tensione inversa.
2022-09-08
