Na matriz quadrada de células solares, o diodo é um dispositivo muito comum.Os diodos comumente usados são basicamente diodos retificadores de silício.Ao selecionar, deixe uma margem nas especificações para evitar danos por quebra.Geralmente, a tensão de ruptura de pico reversa e a corrente operacional máxima devem ser mais que o dobro da tensão operacional e da corrente operacional máximas.Os diodos são divididos principalmente em duas categorias em sistemas de geração de energia solar fotovoltaica.
1. Diodo anti-reverso (anti-refluxo)
Uma das funções dodiodo anti-reversoé evitar que a corrente da bateria do módulo de célula solar ou do conjunto quadrado seja revertida para o módulo ou o conjunto quadrado quando não estiver gerando eletricidade, o que não apenas consome energia, mas também faz com que o módulo ou o conjunto quadrado para aquecer ou até mesmo ser danificado;A segunda função é evitar o fluxo de corrente entre os ramos da matriz quadrada no conjunto de baterias. Isso ocorre porque a tensão de saída de cada ramo em série não pode ser absolutamente igual, há sempre uma diferença entre a alta e a baixa tensão de cada ramal, ou a tensão de saída de um ramal é reduzida devido a falha ou sombra, e a corrente do ramal de alta tensão fluirá para o ramal de baixa tensão, ou mesmo a tensão de saída do conjunto quadrado total será reduzida.Este fenômeno pode ser evitado conectando diodos de carga anti-reversa em série em cada ramificação.
No sistema independente de geração de energia fotovoltaica, alguns circuitos controladores fotovoltaicos foram conectados a diodos de carga anti-reversa, ou seja, quando o controlador possui a função de carga anti-reversa, a saída do componente não precisa ser conectada ao diodo.
O diodo anti-reverso possui queda de tensão direta e haverá certo consumo de energia quando conectado em série no circuito.A queda de tensão do diodo retificador de silício geralmente usado é de cerca de 0,7 V, e o tubo de alta potência pode atingir 1 ~ 20,3 V, mas sua tensão suportável e a potência são pequenas, adequadas para aplicações de baixa potência.
Os diodos anti-reversos fotovoltaicos precisam ter as seguintes características:
1. Alta tensão: geralmente precisa exceder 1500V, porque o conjunto fotovoltaico máximo atingirá ou excederá 1000V.
2. Baixo consumo de energia, ou seja, a resistência ligada (a impedância no estado é a menor possível, geralmente inferior a 0,8 ~ 0,9 V): Como o sistema fotovoltaico precisa manter a alta eficiência de todo o sistema, a energia o consumo do diodo anti-reverso na caixa combinadora deve ser o menor possível.
3. Boa capacidade de dissipação de calor (são necessárias baixa resistência térmica e boa dissipação de calor): Como o ambiente de trabalho da caixa combinadora fotovoltaica é geralmente ruim, o diodo anti-reverso precisa ter uma boa capacidade de dissipação de calor e geralmente também precisa considere as condições climáticas como o Gobi e o planalto.
2. Diodo de desvio
Quando há mais módulos de células solares conectados em série para formar um conjunto de células quadradas ou uma ramificação de um conjunto de células quadradas, um (ou 2 a 3) diodos precisam ser conectados em paralelo reverso nos terminais de saída positivo e negativo de cada bateria painel.Os diodos conectados em paralelo em ambas as extremidades do componente são chamados de diodos de bypass.
A função do diodo de bypass é evitar que um determinado componente do arranjo quadrado ou uma determinada parte do componente fique sombreado ou funcione mal para interromper a geração de energia.Uma polarização direta será formada em ambas as extremidades do diodo de desvio do componente para fazer o diodo conduzir.A corrente de trabalho da string desvia do componente defeituoso e flui através do diodo, o que não afeta a geração de energia de outros componentes normais.Ao mesmo tempo, também protege o componente desviado de ser danificado por alta polarização direta ou aquecimento devido ao “efeito de ponto quente”.
Os diodos de bypass geralmente são instalados diretamente na caixa de junção.De acordo com a potência dos componentes e o número de sequências de células de bateria, são instalados de 1 a 3 diodos.
Os diodos de bypass não são necessários em nenhuma situação.Quando os componentes são usados sozinhos ou em paralelo, eles não precisam ser conectados ao diodo.Para ocasiões onde o número de componentes em série é pequeno e o ambiente de trabalho é bom, também é possível considerar a não utilização de diodo bypass.
Princípio do Circuito de Proteção de Diodo
A função mais comum de um diodo é permitir que a corrente passe apenas em uma única direção (chamada polarização direta) e bloqueie na direção reversa (chamada polarização reversa).
Quando uma polarização de tensão direta é gerada, a supressão mútua do campo elétrico externo e do campo elétrico autoconstruído aumenta a corrente de difusão dos portadores e causa a corrente direta (isto é, a causa da condução elétrica).
Quando uma polarização de tensão reversa é gerada, o campo elétrico externo e o campo elétrico autoconstruído são ainda mais fortalecidos, formando uma corrente de saturação reversa I0 que não tem nada a ver com a tensão de polarização reversa em uma determinada faixa de tensão reversa (este é o motivo para não condutividade).
Quando há uma polarização de tensão reversa externa, o campo elétrico externo e o campo elétrico autoconstruído são ainda mais fortalecidos, formando uma corrente de saturação reversa I0 que é independente do valor da tensão de polarização reversa dentro de uma determinada faixa de tensão reversa.
08/09/2022
