دیودهای بای پس ماژول PV دستگاه های قدرت نیمه هادی هستند که در جعبه اتصال پانل های خورشیدی فتوولتائیک برای محافظت از سلول ها و ماژول های فتوولتائیک از اثر نقطه داغ استفاده می شوند.
دیودهای بای پس به طور موازی با پنل خورشیدی متصل می شوند. هنگامی که پانل خورشیدی به طور عادی کار می کند ، جریان تولید شده توسط سلول ها به طور عادی انجام می شود و منتقل می شود. با این حال ، اگر اثر نقطه داغ روی پنل خورشیدی رخ دهد (به عنوان مثال ، به دلیل گرد و غبار ، سایه ها و غیره. تا حدی مانع از پانل) ، دیودهای بای پس به طور خودکار فعال می شوند و سلولهای آسیب دیده را دور می زنند و اجازه می دهند جریان از طریق مدار بای پس جریان یابد. این استراتژی مانع از سوزاندن پنل خورشیدی به دلیل جریان بزرگ ناشی از اثر نقطه داغ می شود و به سیستم انرژی خورشیدی اجازه می دهد تا تولید برق را ادامه دهد. این امر به طور قابل توجهی خطر آسیب سلولی یا حتی آتش سوزی را به دلیل گرمای بیش از حد کاهش می دهد و از این طریق عملکرد پایدار و ایمن مزرعه خورشیدی را تضمین می کند.
ویژگی های اصلی دیود بای پس:
ولتاژ خرابی معکوس دیود باید بالاتر از مجموع ولتاژهای مدار باز- Open از سلولهای خورشیدی باشد که به طور موازی متصل هستند.
جریان عملیاتی دیود باید بیشتر از جریان مدار کوتاه - سلول خورشیدی فردی باشد.
افت ولتاژ دیود باید تا حد امکان کوچک باشد. هنگامی که جریان ثابت است ، افت ولتاژ بزرگتر احتمال تولید گرما را افزایش می دهد ، به طور بالقوه باعث خرابی دیود می شود.
مقاومت حرارتی دیود نشان دهنده توانایی اتلاف گرما آن است. هرچه مقاومت حرارتی پایین تر باشد ، اتلاف گرما بهتر می شود.
حداکثر دمای اتصال منعکس کننده تحمل گرمای دیود است. اگر دمای کار دیود برای مدت طولانی از این حد فراتر رود ، ممکن است بیش از حد گرم شود و شکست بخورد. دمای اتصالات به طور کلی لازم است که بالاتر از 200 درجه باشد.
بدون دیودهای بای پس ، چه اتفاقی می افتد که سایه دار شود
حال اجازه می دهد فرض کنیم که سلول خورشیدی NO2 در رشته به صورت جزئی یا کاملاً سایه دار شده است در حالی که دو سلول باقیمانده در سری رشته های متصل نیستند ، یعنی آنها در آفتاب کامل باقی می مانند. هنگامی که این اتفاق بیفتد ، خروجی رشته متصل به سری همانطور که نشان داده شده به طرز چشمگیری کاهش می یابد.
حال فرض کنید که سلول 2 در رشته سلول خورشیدی به طور جزئی یا کاملاً سایه دار است تا نقطه داغ را به همراه داشته باشد ، در حالی که دو سلول خورشیدی دیگر سایه دار نیستند ، یعنی آنها هنوز در نور کامل خورشید هستند. هنگامی که این اتفاق می افتد ، همانطور که در شکل نشان داده شده است ، قدرت خروجی رشته سلول خورشیدی به شدت کاهش می یابد.
از آنجا که سلول سایه دار باعث ریزش جریان آن می شود ، سلول سالم و بدون سایه با افزایش ولتاژ مدار -} در منحنی مشخصه I - V سازگار می شود. این امر باعث می شود سلول سایه دار با تعصب معکوس شود و ولتاژ منفی در ترمینال های آن ایجاد می کند.
این ولتاژ معکوس باعث می شود جریان در جهت مخالف از طریق سلول سایه دار جریان یابد و باعث شود قدرت آن را با سرعت مصرف کند که به ISC و IMPP بستگی دارد. بنابراین ، یک سلول کاملاً سایه دار افت ولتاژ معکوس را در تمام شرایط فعلی تجربه می کند و بنابراین به جای تولید آن ، قدرت را از بین می برد یا مصرف می کند.
با دیود بای پس برای محافظت از خرابی سلول خورشیدی از نقطه داغ
در شرایط سایه ، سلول خورشیدی 2 برای تولید برق متوقف می شود و به طور مشابه با مقاومت نیمه هادی که در بالا توضیح دادیم رفتار می کند. از آنجا که سلول سایه دار قدرت معکوس ایجاد می کند ، دیود بای پس موازی را به جلو سوق می دهد و جریان را از دو سلول سالم به دیود بای پس از آن منحرف می کند ، همانطور که توسط فلش های سبز در نمودار بالا نشان داده شده است. بنابراین ، دیود بای پس متصل به سلولهای سایه دار یک مسیر فعلی را ایجاد می کند که عملکرد دو سلول فتوولتائیک دیگر را حفظ می کند.
یکی دیگر از مزیت های دیودهای بای پس موازی این است که وقتی به جلو مغرضانه می شود ، یعنی هنگام انجام آنها ، افت ولتاژ رو به جلو تقریباً 0.6 ولت است ، بنابراین هر ولتاژ منفی معکوس بالا را که توسط سلول سایه دار آورده شده است محدود می کند ، از این رو کاهش شرایط دمای نقطه داغ و در نتیجه خرابی سلول ، به سلول اجازه می دهد تا هنگام برداشتن سایه بازیابی شود.
