Niz sončnih celic: protiobratna dioda in obvodna dioda

V kvadratnem nizu sončnih celic je dioda zelo pogosta naprava.Običajno uporabljene diode so v bistvu silicijeve usmerniške diode.Pri izbiri pustite rezervo v specifikacijah, da preprečite poškodbe zaradi okvare.Na splošno morata povratna vršna prebojna napetost in največji delovni tok več kot dvakrat presegati največjo delovno napetost in delovni tok.Diode so v solarnih fotovoltaičnih sistemih za proizvodnjo električne energije v glavnem razdeljene v dve kategoriji.

1. Protipovratna (proti povratnemu toku) dioda

Ena od funkcijantireverzna diodaje preprečiti, da bi se tok baterije iz modula sončne celice ali kvadratnega niza obrnil na modul ali kvadratni niz, ko ne proizvaja električne energije, kar ne le porablja energijo, ampak tudi povzroči, da modul ali kvadratni niz segrejejo ali celo poškodujejo;Druga funkcija je preprečiti pretok toka med vejami kvadratnega niza v nizu baterij. To je zato, ker izhodna napetost vsake veje v seriji ne more biti popolnoma enaka, vedno obstaja razlika med visoko in nizko napetostjo vsako vejo ali pa je izhodna napetost veje zmanjšana zaradi napake ali senčenja in bo tok visokonapetostne veje stekel v nizkonapetostno vejo ali pa se bo zmanjšala celo izhodna napetost celotnega kvadratnega polja.Temu pojavu se je mogoče izogniti s povezovanjem diod proti povratnemu polnjenju zaporedno v vsaki veji.
V neodvisnem fotovoltaičnem sistemu za proizvodnjo električne energije so bila nekatera vezja fotonapetostnega krmilnika povezana z diodami proti povratnemu polnjenju, to pomeni, da ko ima krmilnik funkcijo proti povratnemu polnjenju, izhoda komponente ni treba povezati z diodo.
Protiobratna dioda ima padec napetosti naprej in bo pri zaporedni povezavi v tokokrogu prišlo do določene porabe energije.Padec napetosti silicijeve usmerniške diode, ki se običajno uporablja, je približno 0,7 V, visokozmogljiva cev pa lahko doseže 1~20,3 V, vendar sta njena vzdržljiva napetost in moč majhna, primerna za aplikacije z nizko porabo.

PV antireverzne diode morajo imeti naslednje značilnosti:

1. Visoka napetost: običajno mora preseči 1500 V, ker bo največja fotonapetostna matrica dosegla ali presegla 1000 V.

2. Nizka poraba energije, to je upornost vklopljenega stanja (impedanca vklopljenega stanja je čim manjša, običajno manjša od 0,8 ~ 0,9 V): ker mora fotonapetostni sistem vzdrževati visoko učinkovitost celotnega sistema, moč poraba anti-reverzne diode v kombinirani škatli mora biti čim manjša.

3. Dobra zmogljivost odvajanja toplote (potrebna je nizka toplotna upornost in dobro odvajanje toplote): Ker je delovno okolje fotonapetostne kombinirane škatle običajno slabo, mora imeti protiobratna dioda dobro zmogljivost odvajanja toplote in običajno mora tudi upoštevajte podnebne razmere, kot sta Gobi in planota.

2. Obvodna dioda

Kadar je več modulov sončnih celic zaporedno povezanih, da tvorijo polje kvadratnih celic ali vejo kvadratnega niza celic, je treba eno (ali 2~3) diode povezati obratno vzporedno na pozitivni in negativni izhodni priključek vsake baterije panel.Diode, ki so vzporedno povezane na obeh koncih komponente, se imenujejo obvodne diode.
Funkcija obvodne diode je preprečiti, da bi bila določena komponenta v kvadratnem nizu ali določen del komponente zasenčena ali okvarjena, da bi zaustavili proizvodnjo energije.Na obeh koncih komponentne obvodne diode bo oblikovana prednapetost, da bo dioda prevodna.Delovni tok niza obide okvarjeno komponento in teče skozi diodo, kar ne vpliva na proizvodnjo energije drugih normalnih komponent.Hkrati tudi ščiti obvodno komponento pred poškodbami zaradi visoke prednapetosti ali segrevanja zaradi "učinka vroče točke".
Obvodne diode so običajno nameščene neposredno v razvodno omarico.Glede na moč komponent in število nizov baterijskih celic se vgradijo 1 do 3 diode.
Bypass diode niso potrebne v nobenem primeru.Ko se komponente uporabljajo samostojno ali vzporedno, jih ni treba priključiti na diodo.Za primere, ko je število komponent v seriji majhno in je delovno okolje dobro, je možno razmisliti tudi o tem, da ne uporabite obvodne diode.

Načelo diodnega zaščitnega vezja

Najpogostejša funkcija diode je, da omogoči pretok toka samo v eni smeri (imenovano prednapetost) in blokiranje v obratni smeri (imenovano povratna prednapetost).

Ko nastane prednapetostna prednapetost, medsebojno zatiranje zunanjega električnega polja in samozgrajenega električnega polja poveča difuzijski tok nosilcev in povzroči prednji tok (to je vzrok za električno prevodnost).

Ko se ustvari prednapetost povratne napetosti, se zunanje električno polje in samozgrajeno električno polje dodatno okrepita in tvorita povratni tok nasičenja I0, ki nima nobene zveze z napetostjo povratne napetosti v določenem območju povratne napetosti (to je razlog, za neprevodnost).

Ko je zunaj prednapetost povratne napetosti, se zunanje električno polje in samozgrajeno električno polje dodatno okrepita in tvorita povratni tok nasičenja I0, ki je neodvisen od vrednosti napetosti povratne prednapetosti znotraj določenega območja povratne napetosti.