Οι δίοδοι παράκαμψης PV είναι συσκευές ισχύος ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται στο πλαίσιο διασταύρωσης φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών για την προστασία των φωτοβολταϊκών κυττάρων και των μονάδων από το Hot Spot Effect.
Οι δίοδοι παράκαμψης συνδέονται παράλληλα με τον ηλιακό πίνακα. Όταν ο ηλιακός πίνακας λειτουργεί κανονικά, το ρεύμα που παράγεται από τα κύτταρα διεξάγεται και μεταφέρεται κανονικά. Ωστόσο, εάν εμφανιστεί η επίδραση του καυτού σημείου στον ηλιακό πίνακα (για παράδειγμα, λόγω σκόνης, σκιών κλπ. Εν μέρει εμποδίζοντας τον πίνακα), οι δίοδοι παράκαμψης ενεργοποιούνται αυτόματα, παρακάμπτοντας τα προσβεβλημένα κύτταρα και επιτρέποντας το ρεύμα να ρέει μέσω του κυκλώματος παράκαμψης. Αυτή η στρατηγική εμποδίζει την καύση του ηλιακού πίνακα λόγω του μεγάλου ρεύματος που προκαλείται από το αποτέλεσμα του καυτού σημείου, επιτρέποντας στο σύστημα ηλιακής ενέργειας να συνεχίσει να δημιουργεί ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό μειώνει σημαντικά τον κίνδυνο βλάβης των κυττάρων ή ακόμα και της πυρκαγιάς λόγω υπερθέρμανσης, εξασφαλίζοντας έτσι τη σταθερή και ασφαλή λειτουργία του ηλιακού αγροκτήματος.
Βασικός χαρακτήρας της δίοδοι παράκαμψης:
Η τάση αντίστροφης διάσπασης της διόδου πρέπει να είναι υψηλότερη από το άθροισμα του ανοικτού - τάσεις κυκλώματος των ηλιακών κυττάρων που συνδέονται παράλληλα.
Το ρεύμα λειτουργίας της δίοδοι πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το κοντό- ρεύμα κυκλώματος του μεμονωμένου ηλιακού κυττάρου.
Η πτώση τάσης της διόδου πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη. Όταν το ρεύμα είναι σταθερό, μια μεγαλύτερη πτώση τάσης αυξάνει την πιθανότητα παραγωγής θερμότητας, προκαλώντας ενδεχομένως την αποτυχία της διόδου.
Η θερμική αντίσταση της διόδου αντικατοπτρίζει την ικανότητα διάχυσης της θερμότητας. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμική αντίσταση, τόσο καλύτερη είναι η διάχυση της θερμότητας.
Η μέγιστη θερμοκρασία διασταύρωσης αντικατοπτρίζει την ανοχή θερμότητας της διόδου. Εάν η θερμοκρασία λειτουργίας της διόδου υπερβαίνει αυτό το όριο για μεγάλο χρονικό διάστημα, μπορεί να υπερθερμανθεί και να αποτύχει. Η θερμοκρασία διασταύρωσης είναι γενικά απαιτείται να είναι πάνω από 200 βαθμούς.
Χωρίς διόδους παράκαμψης, τι θα συμβεί όταν σκιάζεται
Τώρα ας υποθέσουμε ότι το ηλιακό κύτταρο NO2 στη συμβολοσειρά έχει γίνει είτε εν μέρει είτε πλήρως σκιασμένο, ενώ τα υπόλοιπα δύο κύτταρα στη σειρά συνδεδεμένη σειρά δεν έχουν, δηλαδή παραμένουν σε πλήρη ήλιο. Όταν συμβεί αυτό, η έξοδος της συνδεδεμένης σειράς σειράς θα μειωθεί δραματικά όπως φαίνεται.
Τώρα υποθέστε ότι το 2ο κύτταρο στη συμβολοσειρά ηλιακών κυττάρων είναι μερικώς ή εντελώς σκιασμένο για να φέρει ζεστό σημείο, ενώ τα άλλα δύο ηλιακά κύτταρα δεν είναι σκιασμένα, δηλαδή εξακολουθούν να βρίσκονται σε πλήρη ηλιακή ακτινοβολία. Όταν συμβεί αυτό, η ισχύς εξόδου της συμβολοσειρά ηλιακών κυττάρων θα πέσει απότομα, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Επειδή το σκιασμένο κελί προκαλεί την πτώση του ρεύματος του, το υγιές, μη διαμορφωμένο κύτταρο προσαρμόζεται σε αυτή την ρεύμα πτώση αυξάνοντας την ανοικτή τάση του - στο I -} V χαρακτηριστική καμπύλη. Αυτό αναγκάζει το σκιασμένο κελί να γίνει αντίστροφη προκατειλημμένη, δημιουργώντας μια αρνητική τάση στα τερματικά του.
Αυτή η αντίστροφη τάση προκαλεί τη ροή του ρεύματος προς την αντίθετη κατεύθυνση μέσω του σκιασμένου κυττάρου, προκαλώντας την κατανάλωση ισχύος με ρυθμό που εξαρτάται από το ISC και το IMPP. Ως εκ τούτου, ένα πλήρως σκιασμένο κύτταρο βιώνει μια αντίστροφη τάση πτώση κάτω από όλες τις συνθήκες ρεύματος και επομένως διαλύει ή καταναλώνει ενέργεια αντί να την παράγει.
Με δίοδο παράκαμψης για την προστασία της ανεπάρκειας ηλιακών κυττάρων από το καυτό σημείο
Υπό συνθήκες σκιάς, το 2ο ηλιακό κύτταρο σταματά να παράγει ηλεκτρική ενέργεια, συμπεριφέροντας παρόμοια με την αντίσταση του ημιαγωγού που περιγράψαμε στα παραπάνω. Επειδή το σκιασμένο κύτταρο παράγει αντίστροφη ισχύ, προωθεί την παράλληλη διόδους παράκαμψης, εκτρέποντας το ρεύμα από τα δύο υγιή κύτταρα στη δίοδο παράκαμψης, όπως φαίνεται από τα πράσινα βέλη στο παραπάνω διάγραμμα. Έτσι, η δίοδος παράκαμψης που συνδέεται κατά μήκος του σκιασμένου κυττάρου δημιουργεί μια τρέχουσα διαδρομή που διατηρεί τη λειτουργία των άλλων δύο φωτοβολταϊκών κυττάρων.
Ένα άλλο πλεονέκτημα των δίοδοι παράλληλης παράκαμψης είναι ότι όταν προωθείται προς τα εμπρός, δηλαδή όταν διεξάγουν, η πτώση της τάσης προς τα εμπρός είναι περίπου 0,6 βολτ, περιορίζοντας έτσι οποιαδήποτε υψηλή αντίστροφη αρνητική τάση που φέρει το σκιασμένο κελί, μειώνοντας έτσι τις συνθήκες θερμοκρασίας θερμότητας και επομένως την αποτυχία των κυττάρων, επιτρέποντας στο κύτταρο να ανακάμψει όταν η σκίαση απομακρύνεται.