Els díodes de bypass del mòdul PV són dispositius de potència semiconductors utilitzats a la caixa de la unió de panells solars fotovoltaics per protegir les cèl·lules i mòduls fotovoltaics de l'efecte punt calent.
Els díodes de bypass estan connectats en paral·lel amb el panell solar. Quan el panell solar funciona normalment, el corrent generat per les cèl·lules es realitza i es transfereix normalment. Tanmateix, si es produeix un efecte puntual en el panell solar (per exemple, a causa de la pols, les ombres, etc. obstruint parcialment el panell), els díodes de bypass s’activen automàticament, obviant automàticament les cèl·lules afectades i permetent que el corrent flueixi pel circuit de bypass. Aquesta estratègia impedeix que el panell solar es cremi a causa del gran corrent causat per l'efecte punt calent, permetent al sistema d'energia solar continuar generant electricitat. Això redueix significativament el risc de danys cel·lulars o fins i tot d’incendi a causa d’un sobreescalfament, garantint així el funcionament estable i segur de la granja solar.
Característiques clau del díode de bypass:
La tensió de desglossament inversa del díode ha de ser superior a la suma de les tensions del circuit Open - de les cèl·lules solars connectades en paral·lel;
El corrent de funcionament del díode ha de ser superior al corrent de circuit curt - de la cel·la solar individual;
La caiguda de tensió del díode ha de ser el més petit possible. Quan el corrent és constant, una caiguda de tensió més gran augmenta la probabilitat de producció de calor, causant una fallada del díode;
La resistència tèrmica del díode reflecteix la seva capacitat de dissipació de calor; Com més baixa sigui la resistència tèrmica, millor serà la dissipació de la calor;
La temperatura màxima de la unió reflecteix la tolerància a la calor del díode. Si la temperatura de funcionament del díode supera aquest límit durant un llarg període de temps, pot escalfar -se i fallar. La temperatura de la unió és generalment necessària per superar els 200 graus.
Sense díodes de desviació, què passarà quan es faci ombrejat
Ara suposem que la cèl·lula solar NO2 de la cadena s’ha tornat parcialment o completament ombrejada, mentre que les dues cèl·lules restants de la sèrie connectada no ho són, és a dir, es mantenen al sol. Quan això es produeixi, la sortida de la cadena connectada de la sèrie es reduirà dramàticament com es mostra.
Ara suposem que la segona cèl·lula de la cadena de cèl·lules solars està parcialment o completament ombrejada per portar un punt calent, mentre que les altres dues cèl·lules solars no estan ombrejades, és a dir, encara estan a la llum del sol. Quan això passi, la potència de sortida de la cadena de cèl·lules solars baixarà bruscament, tal com es mostra a la figura.
Com que la cèl·lula ombrejada fa que el seu corrent caigui, la cèl·lula sana i sense volar s’adapta a aquesta caiguda de corrent augmentant la tensió del circuit Open - a la corba característica I -. Això fa que la cèl·lula ombrejada quedi esbiaixada inversa, generant una tensió negativa als seus terminals.
Aquesta tensió inversa fa que el corrent flueixi en el sentit contrari a través de la cèl·lula ombrejada, fent que consumeixi energia a un ritme que depèn de ISC i de l’IMPP. Per tant, una cèl·lula totalment ombrejada experimenta una caiguda de tensió inversa en totes les condicions actuals i, per tant, es dissipa o consumeix energia en lloc de generar -la.
Amb díode de desviació per protegir la fallada de les cèl·lules solars des del punt calent
En condicions d’ombra, la segona cèl·lula solar s’atura a generar electricitat, comportant -se de manera similar a la resistència del semiconductor que hem descrit a l’anterior. Com que la cèl·lula ombrejada genera potència inversa, avança el díode de bypass paral·lel, desviant el corrent de les dues cèl·lules sanes al díode de bypass, com es mostra les fletxes verdes del diagrama anterior. Així, el díode de bypass connectat a la cèl·lula ombrejada crea un camí de corrent que manté el funcionament de les altres dues cèl·lules fotovoltaiques.
Un altre avantatge dels díodes de bypass paral·lels és que quan es biagament cap endavant, és a dir, quan realitzen, la caiguda de tensió cap endavant és aproximadament de 0,6 volts, limitant així qualsevol tensió negativa inversa elevada aportada per la cèl·lula ombrejada, per tant, reduint les condicions de temperatura del punt calent i, per tant, la fallada cel·lular, permetent que la cèl·lula es recuperi quan s’elimina l’ombra.
