דיודות עוקף של מודול PV הם מכשירי כוח מוליכים למחצה המשמשים בתיבת הצומת של פאנלים סולאריים פוטו -וולטאיים כדי להגן על תאים פוטו -וולטאיים ומודולים מפני אפקט נקודה חמה.
דיודות עוקף מחוברות במקביל ללוח השמש. כאשר הפאנל הסולארי פועל כרגיל, הזרם שנוצר על ידי התאים נערך ומועבר כרגיל. עם זאת, אם מתרחשת אפקט נקודה חמה על הלוח הסולארי (לדוגמה, עקב אבק, צללים וכו '. חסימת חלקית של הפאנל), דיודות העוקף מופעלות אוטומטית, עוקפות את התאים המושפעים ומאפשרת לזרם לזרום דרך מעגל העוקף. אסטרטגיה זו מונעת שריפת הפאנל הסולארי בגלל זרם גדול שנגרם כתוצאה מאפקט הנקודה החמה, ומאפשר למערכת החשמל הסולארית להמשיך לייצר חשמל. זה מוריד משמעותית את הסיכון לנזק תאים או אפילו לשריפה כתוצאה מחימום יתר, ובכך מבטיח את הפעולה היציבה והבטוחה של חוות השמש.
אופי מפתח של דיודת עוקף:
מתח הפירוק ההפוך של הדיודה חייב להיות גבוה יותר מסכום מתחי המעגל הפתוחים- של התאים הסולאריים המחוברים במקביל;
זרם ההפעלה של הדיודה חייב להיות גדול יותר מזרם המעגל הקצר- של תא השמש הבודד;
ירידת המתח של הדיודה צריכה להיות קטנה ככל האפשר. כאשר הזרם קבוע, ירידת מתח גדולה יותר מגדילה את ההסתברות לייצור חום, מה שעלול לגרום לכישלון דיודה;
ההתנגדות התרמית של הדיודה משקפת את יכולת פיזור החום שלה; ככל שההתנגדות התרמית נמוכה יותר, כך פיזור החום טוב יותר;
טמפרטורת הצומת המרבית משקפת את סובלנות החום של הדיודה. אם טמפרטורת ההפעלה של הדיודה עולה על גבול זה למשך זמן רב, היא עשויה להתחמם יתר על המידה ולהיכשל. בדרך כלל נדרשת טמפרטורת הצומת להיות מעל 200 מעלות.
ללא דיודות עוקף, מה יקרה כאשר מוצל
כעת נניח שתאי סולארי NO2 במיתר הפך להיות מוצל באופן חלקי או מלא בעוד ששני התאים הנותרים בסדרה מחוברים לא היו, כלומר הם נשארים בשמש מלאה. כאשר זה מתרחש, הפלט של המחרוזת המחוברת לסדרה יפחית באופן דרמטי כפי שמוצג.
כעת נניח שתא שני במיתר התאים הסולאריים מוצל באופן חלקי או לחלוטין להביא נקודה חמה, בעוד ששני התאים הסולאריים האחרים אינם מוצלים, כלומר הם עדיין באור שמש מלא. כאשר זה קורה, כוח הפלט של מחרוזת התא הסולארית יירד בחדות, כפי שמוצג באיור.
מכיוון שהתא המוצל גורם לזרם הזרם שלו, התא הבריא והלא מצלע מסתגל לירידה הנוכחית הזו על ידי הגדלת מתח המעגל הפתוח- על העקומה המאפיינית I {}} V. זה גורם לתא המוצל להיות מוטה הפוך, ויוצר מתח שלילי על פני הטרמינלים שלו.
מתח הפוך זה גורם לזרם זרם בכיוון ההפוך דרך התא המוצל, מה שגורם לו לצרוך כוח בקצב התלוי ב- ISC וב- IMPP. לפיכך, תא מוצל לחלוטין חווה ירידה במתח הפוך בכל התנאים הנוכחיים ולכן מתפזר או צורך כוח במקום לייצר אותו.
עם דיודת עוקף להגנה על כישלון תאי סולארי מפני נקודה חמה
בתנאי צל, התא הסולארי השני עוצר לייצר חשמל, ומתנהג באופן דומה להתנגדות המוליכים למחצה שתיארנו על האמור לעיל. מכיוון שהתא המוצל מייצר כוח הפוך, הוא קדימה בהיותו את דיודת העקיפה המקבילה, ומסיטה זרם משני התאים הבריאים לדיוד העוקף, כפי שמוצג על ידי החצים הירוקים בתרשים שלמעלה. לפיכך, דיודת העוקף המחוברת על פני התא המוצל יוצרת נתיב זרם השומר על פעולת שני התאים הפוטו -וולטאיים האחרים.
יתרון נוסף של דיודות העוקף המקבילות הוא שכאשר מוטה קדימה, כלומר כאשר הם מתנהלים, ירידת המתח הקדמי היא בערך 0.6 וולט, ובכך מגבילה כל מתח שלילי הפוך גבוה שהובא על ידי התא המוצל, ומכאן מפחית את תנאי טמפרטורת הנקודה החמה ובכך כישלון התא, ומאפשר לתא להתאושש כאשר ההצללה מוסרת.
