Diodos de desvio do módulo PV são dispositivos de potência semicondutores usados na caixa de junção de painéis solares fotovoltaicos para proteger células fotovoltaicas e módulos do efeito de ponto quente.
Os diodos de desvio são conectados em paralelo ao painel solar. Quando o painel solar está operando normalmente, a corrente gerada pelas células é conduzida e transferida normalmente. No entanto, se ocorre o efeito de ponto quente no painel solar (por exemplo, devido a poeira, sombras, etc. obstruindo parcialmente o painel), os diodos de desvio são ativados automaticamente, ignorando as células afetadas e permitindo que a corrente flua através do circuito de desvio. Essa estratégia impede a queima do painel solar devido à grande corrente causada pelo efeito quente, permitindo que o sistema de energia solar continue gerando eletricidade. Isso diminui significativamente o risco de danos celulares ou até o incêndio devido ao superaquecimento, garantindo assim a operação estável e segura da fazenda solar.
Principais características do diodo de desvio:
A tensão de quebra reversa do diodo deve ser maior que a soma dos tensões de circuito -- das células solares conectadas em paralelo;
A corrente operacional do diodo deve ser maior que a corrente curta -} da célula solar individual;
A queda de tensão do diodo deve ser o menor possível. Quando a corrente é constante, uma queda de tensão maior aumenta a probabilidade de produção de calor, potencialmente causando falha no diodo;
A resistência térmica do diodo reflete sua capacidade de dissipação de calor; Quanto menor a resistência térmica, melhor a dissipação de calor;
A temperatura máxima da junção reflete a tolerância ao calor do diodo. Se a temperatura operacional do diodo exceder esse limite por um longo período de tempo, ele poderá superaquecer e falhar. A temperatura da junção geralmente está acima de 200 graus.
Sem diodos de desvio, o que acontecerá quando sombreado
Agora vamos supor que a célula solar NO2 na corda se tornasse parcial ou totalmente sombreada, enquanto as duas células restantes da série conectada não têm, ou seja, elas permanecem em pleno sol. Quando isso ocorre, a saída da sequência da série conectada será reduzida drasticamente, conforme mostrado.
Agora, suponha que a 2ª célula na corda da célula solar seja parcial ou completamente sombreada para trazer o ponto quente, enquanto as outras duas células solares não estão sombreadas, ou seja, elas ainda estão sob a luz solar plena. Quando isso acontece, a potência de saída da corda da célula solar cairá acentuadamente, como mostrado na figura.
Como a célula sombreada faz com que sua corrente caia, a célula saudável e não sombreada se adapta a essa queda de corrente, aumentando sua tensão de circuito aberta -} na curva característica i - V. Isso faz com que a célula sombreada se torne tendenciosa reversa, gerando uma tensão negativa nos seus terminais.
Essa tensão reversa faz com que a corrente flua na direção oposta através da célula sombreada, fazendo com que ela consuma energia a uma taxa que depende do ISC e do IMPP. Portanto, uma célula totalmente sombreada experimenta uma queda de tensão reversa sob todas as condições atuais e, portanto, dissipa ou consome poder em vez de gerá -la.
Com diodo de desvio para proteger a falha de células solares do ponto quente
Sob condições de sombra, a 2ª célula solar para para gerar eletricidade, comportando -se de maneira semelhante à resistência dos semicondutores que descrevemos acima. Como a célula sombreada gera potência reversa, a frente influencia o diodo de desvio paralelo, desviando a corrente das duas células saudáveis para o diodo de desvio, como mostrado pelas setas verdes no diagrama acima. Assim, o diodo de desvio conectado através da célula sombreada cria um caminho de corrente que mantém a operação das outras duas células fotovoltaicas.
Outra vantagem dos diodos de desvio paralelo é que, quando tendencioso a frente, ou seja, quando eles conduzem, a queda de tensão direta é de aproximadamente 0,6 volts, limitando assim qualquer tensão negativa reversa alta trazida pela célula sombreada, reduzindo assim as condições de temperatura do ponto quente e, portanto, a falha da célula, permitindo que a célula se recupere quando o sombreamento é removido.