太阳能电池板中的旁路二极管

在本教程中,我们将学习光伏电池,太阳能电池板,太阳能电池的建设,光伏阵列,太阳能电池板旁路二极管的需要,太阳能电池板的最大功率等。

太阳能电池板需要旁路二极管

有必要添加额外的组件绕过或绕过光伏(光伏)电池的阴影或损坏部分,以继续产生电力通常。当光伏电池不能产生能量时,这些允许电流通过光伏电池的附加元件被称为旁路二极管。

这些二极管是必要的,因为在PV模块的一个小的损坏或任何干扰可能会影响输出电流的实质。输出电流的影响可能是由于组件中的电池以串联方式连接,带有一些阴影的单个PV电池和由于组件串在一起可以停止产生电力。

旁路二极管与太阳能电池中使用的二极管非常相似,其中旁路二极管允许更大的电流通过它们中的损耗量很少。通常,旁路二极管以太阳能电池的正和负输出端子之间的反向偏置,并且对其输出没有影响。

优选地,每个和每个太阳能电池将存在一个旁路二极管,但这更昂贵,因此每小时的串联连接太阳能电池存在一个二极管。它们通常与几个太阳能电池连接,其中在没有任何阴影的情况下使用所有细胞时,允许在任何电池都使用它们的情况下。

在电池不能使电流通过的特殊情况下,旁路二极管是有用的。这种类型的旁路二极管连接防止电源的损失,使太阳能组处理现实世界的问题更有效。

1.阻塞二极管

如果连接的面板中有一个由于某种原因被遮蔽,请考虑上述连接。面板将不会产生任何数量的重要的电力,面板也将有一个更高的阻力,阻碍电源流动的无遮光面板。然后,如图所示,旁路二极管就产生了。

2.旁路二极管

考虑如果其中一个面板在上图中是阴影的,那么电流的无阴影面板流过旁路二极管,以避免更高的电阻和电流阻塞的阴影面板。旁路二极管是无用的,除非面板以串联方式连接以产生高电压。

最近,一些太阳能电池板被分成若干组,其中有一个内置的旁路二极管。带有旁路二极管的太阳能组件的制造有两个原因。首先,旁路二极管提高了太阳能组件的整体系统性能。第二个原因是他们可以提供更多的产品安全性。

在标准测试条件下,太阳能组件可以持续产生接近0.5 Vdc的最高电压。太阳能组件的标准电池配置有72个电池串联在一起,产生接近36伏直流电的工作电压。一般来说,一个旁路二极管与72电池组中的每24个电池并联。

回到顶部

部分阴影的影响

一个被遮蔽的太阳能电池将不能通过它们将电流和/或电压传递给一个未被遮蔽的电池,这导致被遮蔽的电池的最大额定功率由于遮蔽而下降。细胞越暗,功率下降就越大。一个有75%阴影的细胞比三个有25%阴影的细胞更糟糕。

无阴影的电池产生负电压并比阴影的电池吸收能量,因为它们试图比阴影的电池传递更多的电流。当阴影串的功率输出减少时,串中其余面板的功率输出也会减少。逆变器电路会尽量降低功率输出,也最终串的输出电压也会从逆变器的操作窗口中掉出来。

在这种情况下,在阴影条件下,一串以一系列方式连接的电池可能产生12伏直流电压。

当旁路二极管并联到串联的电池串,产生约0.7 Vdc的电压降。当电流通过电阻最小的路径时,电流通过二极管并绕过阴影单元。

然而,如果电路中不存在旁路二极管,则由于阴影太阳能电池绘制约12 VDC,因此阴影的效果更大,使得太阳能模块的电压可以减少到24 VDC。

回到顶部

太阳能电池板安全

可以使用没有旁路二极管的太阳能模块可想而知的最可怕的条件是它可能导致火灾,并且副产品肯定会是热量。这是不可能的,但可能在某些可能的条件下。在阴影条件下运行几天后,产生的额外的热量和多个温度循环可能导致太阳能电池接头弱。

如果关节变得更加削弱和断开,可能会产生电弧的可能性。从电弧渗透的高温可以使玻璃通过允许氧气进入保持在太阳能电池板中的电池的玻璃的层压中来爆炸。在这种情况下,将玻璃层压板和太阳能电池保持在一起的高和易燃EVA可以捕获火灾。

必须以所有成本避免这种情况。因此,在所有太阳能电气模块/面板中都需要旁路二极管。

回到顶部

光伏太阳能电池结构

当一个带正电的P型半导体和一个带负电的N型半导体互相反向放置时,形成一个二极管,就形成了光伏电池。在实际应用中,这种半导体夹层与支撑材料相结合,否则可以称为掺杂材料来制造二极管。

这个二极管通过在硅夹层的顶部和底部的金属导体连接成一个电路来制造面板,在那里它们可以排列成一种方式来提供不同数量的电力。

实际上,光伏电池包括抗反射涂层,以接受最多的阳光进入硅三明治。这种反射纸张试图通过允许最多量的阳光来撞击光伏电池并增加太阳能电池板的效率,减少从玻璃反射的阳光量。

光伏电池是整个光伏系统中的重要元素,光伏面板用于制造细胞或一组细胞可以使用。在光伏面板中,光伏可以单独使用或者在一组面板中以动力大量不同的电负载。各种类型的光伏在其尺寸和结构中变化。

  • 单个电池或多个电池是光伏板的核心部分。
  • 将玻璃层压放置在光伏电池上,通过允许阳光通过光伏电池来保护其从外部元件保护。
  • 一种额外的塑料防反射片经常被用来提高玻璃夹层的效果和光伏电池的防反射涂层来阻挡反射。
  • 面板背面通常是塑料和框架通常将完成光伏板的所有部件在一起,从而保护它在安装过程中免受损坏。

回到顶部

光伏阵列的连接

上图中的简单的光伏阵列由四个光伏模块组成,通过产生两个平行方式的分支,其中存在两个PV面板,其电连接在一起以产生串联形状电路。

因此,来自太阳能电池阵列的输出电压可以等于串联连接的PV面板的电压之和。从上述电路,输出电压为V.= 12V + 12V = 24伏特。光伏阵列的输出电流等于并联分支电流的总和。

回到顶部

光伏阵列特性

4.光伏阵列电流-电压特性

回到顶部

短路电流(Isc)和/或开路电压(Voc)

太阳能电池或光伏面板通常通过表示为I表示的短路电流SC.开路电压用V表示oc。当输出电压设为零伏时,太阳能电池板的短路电流可称为太阳能电池或电池板产生的电流。

一世L.=我SC.+我SC.(R。S./ R.P.) +我O.(exp ((q / kT)我SC.。R.S.)-1]

一世SC.~我L.

R.S./ R.P.和RS.可以忽略,太阳能电池或电池板的短路电流接近光电流IL.这是由电池产生的,它是电池在固定照明量下产生的最大电流。

一世L.=我O.。{exp [(q / kt).vOC] 1} - (VOC/ R.P.

开路电压用V表示oc是在零太阳电流下测量的输出电压。光电流等于在太阳能电池的本征元件中电流的损失和开路电压Voc等于固有二极管的正向电压V天。

回到顶部

最大输出功率点

5.P.hotovoltaic Array Power – voltage Characteristics

它被定义为与电池和/或逆变器负载相关联的太阳能电池板产生的最大功率的点。光伏太阳能电池板的最大输出功率点通常可以用Peak Watts或Watts来测量。可以给出如下。

P.马克斯=(我马克斯)x(v马克斯

回到顶部

V.oc和我SC.相关环境温度的变化

所述太阳能电池或电池板的开路电压可与寄生二极管的正向电压相连。因此,开路电压Voc是温度依赖于负的温度系数。开路电压的最大值是在面板数据表中规定的结的最低温度下的值。

电池或面板的短路电流随结温稍有增加。下图显示了V的变化oc和我SC.随着温度。

6.Voc和Isc随温度变化

对一个特定的光伏太阳能电池的最大电流量将有一个实质性的约束。的价值一世马克斯在很大程度上取决于太阳能电池/电池板的大小和结构,直接照射到电池板/电池的总阳光量,它在将直接阳光能量转化为电流和半导体材料类型的太阳能电池是由半导体材料或碲化镉,硫化镉,砷化镓和/或硅和锗等。

回到顶部

旁路太阳能电池板中的二极管(光伏阵列)

7.光伏阵列中的阻塞和旁路二极管

例如,假设太阳能板的输出连接到直流电池。所以当有光的时候,太阳能板产生电压,如果这个电压大于电池电压,电池充电。如果太阳能电池板上没有光事故,则电池通过太阳能电池板放电。

因此,为了避免电池放电时太阳能电池板在黑暗中我们使用与太阳能电池板串联的二极管,称为阻塞二极管。在上面的电路中,与太阳能电池板串联的二极管是阻塞二极管。

在上述电路中,与太阳能电池板并联的二极管称为旁路二极管。当太阳能电池板被遮挡或损坏时,这些二极管为电流流动提供了单独的路径。

阻塞二极管和旁路二极管是物理相同的,但它们的功能是不同的。阻塞二极管也称为串联二极管或隔离二极管。对于太阳能电池板的每个平行吹刀,我们将使用单个阻塞二极管。阻塞二极管的类型和尺寸取决于光伏阵列类型。

通常有两种类型的二极管被用作太阳能阵列的旁路二极管。它们是普通的PN结硅二极管和肖特基二极管。两种类型的二极管都有很宽的额定电流范围。肖特基二极管比普通的PN硅二极管更适合作为旁路二极管,因为它的电压降约为0.4V,而普通硅二极管的电压降为0.7V。

最近,大多数太阳能电池板制造商在他们的太阳能电池板设计中都包含了阻塞和旁路二极管。

回到顶部

以前-二极管钳和箝位器

下一个 - 二极管应用

留下一个回复

您的电子邮件地址将不会被公布。必需的地方已做标记*