太陽電池アレイ：アンチリバースダイオードとバイパスダイオード

2022-09-08

太陽電池の正方配列では、ダイオードは非常に一般的なデバイスです。一般的に使用されるダイオードは基本的にシリコン整流ダイオードです。選定の際は破壊破損を防ぐため仕様に余裕を持たせてください。一般に、逆方向ピーク降伏電圧と最大動作電流は、最大動作電圧と最大動作電流の 2 倍以上でなければなりません。太陽光発電システムにおけるダイオードは主に2つに分類されます。

1. 逆流防止（逆流防止）ダイオード

の機能の 1 つ逆流防止ダイオード太陽電池モジュールまたは正方アレイが発電していないときに、電池の電流が太陽電池モジュールまたは正方アレイからモジュールまたは正方アレイに逆流し、エネルギーを消費するだけでなく、モジュールまたは正方アレイが故障することを防ぐためです。加熱したり、損傷したりする場合もあります。2 番目の機能は、バッテリーアレイ内の正方形アレイのブランチ間の電流の流れを防止することです。これは、直列の各ブランチの出力電圧が完全に等しくなることがなく、高電圧と低電圧の間には常に差があるためです。あるいは、ブランチの出力電圧がフォールトやシャドウシェーディングにより低下し、高電圧ブランチの電流が低電圧ブランチに流れたり、正方アレイ全体の出力電圧さえも低下したりします。この現象は、各分岐に逆充電防止ダイオードを直列に接続することで回避できます。
独立型太陽光発電システムでは、一部の太陽光発電コントローラ回路に逆充電防止ダイオードが接続されています。つまり、コントローラに逆充電防止機能がある場合、コンポーネント出力をダイオードに接続する必要はありません。
逆流防止ダイオードには順方向電圧降下があり、回路内で直列に接続すると一定の電力消費が発生します。一般に使用されるシリコン整流ダイオードの電圧降下は約0.7Vで、高出力管では1～20.3Vに達することがありますが、耐電圧と電力が小さいため、低電力用途に適しています。

PV 逆流防止ダイオードには次の特性が必要です。

1. 高電圧: 太陽電池アレイの最大値は 1000V に達するかそれを超えるため、通常は 1500V を超える必要があります。

2. 低消費電力、つまりオン抵抗（オン状態のインピーダンスは可能な限り小さく、通常は 0.8 ～ 0.9V 未満）：太陽光発電システムはシステム全体の高効率を維持する必要があるため、電力結合器ボックス内の逆方向防止ダイオードの消費は可能な限り小さくする必要があります。

3. 良好な放熱能力 (低い熱抵抗と良好な放熱が必要): 太陽光発電結合箱の使用環境は通常劣悪であるため、逆流防止ダイオードには良好な放熱能力が必要であり、通常はゴビや高原などの気候条件を考慮してください。

2. バイパスダイオード

より多くの太陽電池モジュールを直列に接続して正方形セルアレイまたは正方形セルアレイの分岐を形成する場合、各電池の正および負の出力端子に1つ(または2〜3)のダイオードを逆並列に接続する必要があります。パネル。コンポーネントの両端に並列に接続されたダイオードはバイパスダイオードと呼ばれます。
バイパスダイオードの機能は、正方配列内の特定のコンポーネントまたはコンポーネントの特定の部分が影になったり、誤動作して発電が停止したりするのを防ぐことです。コンポーネントのバイパスダイオードの両端に順方向バイアスが形成され、ダイオードが導通します。ストリングの動作電流は、障害のあるコンポーネントをバイパスしてダイオードを通って流れるため、他の正常なコンポーネントの発電には影響しません。同時に、バイパスされたコンポーネントを高い順方向バイアスや「ホットスポット効果」による加熱による損傷から保護します。
バイパスダイオードは通常、ジャンクションボックスに直接取り付けられます。コンポーネントの電力とバッテリーセルストリングの数に応じて、1 ～ 3 個のダイオードが取り付けられます。
どのような状況でもバイパスダイオードは必要ありません。コンポーネントを単独または並列で使用する場合、ダイオードに接続する必要はありません。直列部品数が少なく、作業環境が良好な場合には、バイパスダイオードを使用しないことも検討できます。