旁路二極管常用在光伏電池組件上,用串上并聯旁路二極管的方法來減輕熱斑的影響。
首先來看看熱斑的形成原理:被遮擋的電池片不再發電,自身相當于一個消耗電阻;在其兩端產生S-1 片電池片的方向偏壓,如無旁路二極管保 護,則組件電流流過后將產生熱量。組件的正向I-V特性曲線和被遮擋的電池片的反向I-V特性曲線相交出形成的陰 影為電池片的最大消耗功率。
在太陽電池(串)兩端并聯旁路二極管,旁路二極管開始工作,將被遮擋的一串電池片旁路掉, 組件電流從旁路二極管流過,保證組件工作正常,并保護了 被遮擋的電池片不會被損壞。即使這樣,被旁路掉的那部分電池串中沒有被遮蓋的電池片也無法正常發電,是一種損失。
另外,由于旁路二極管是并聯方式連接在一串電池片兩端,常態下二極管處于反向截至狀態,反向壓降取決于 反向壓降約為:0.5N V(一串電池片的數量N),由二極管反向電流特性知,二極管反偏時有漏電流經過,此電流很 小,一般在微安級。反向電偏置電壓和溫度對反向電流的影響。
溫度及反向偏置壓降對IR 的影響;溫度升高使得IR 成倍地升高,同樣,反向壓降的增 加可以導致二極管漏電流的增加。所以理想狀態下是每片電池片加旁路二極管一只,但在實際應用中,沒有廠家會 這么做,只能是在在滿足組件使用要求的情況下,統籌考慮每個旁路二極管旁路的太陽電池數量。
這樣一來,對旁路二極管的性能要求就尤為重要了。由于大多數二極管安裝在接線盒內,盒內受有限的散熱空 間及接線盒結構和材料的限制,要求二極管的熱性能一定要好,關于二極管的熱性能,IEC61215 10.18節有旁路二 極管熱性能試驗專門介紹。熱斑發生時,組件電流基本上都流經旁路二極管,有電流流過就會有熱產生,同時,由于接線盒內的二極管發熱也對接線盒提出了要求:接線盒要具備好的耐熱和好的散熱特性。
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