一、熱斑效應
一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件,將被當作負載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽電池組件此時會發(fā)熱,這就是熱斑效應。這種效應能嚴重的破壞太陽電池。有光照的太陽電池所產(chǎn)生的部分能量,都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太陽電池由于熱斑效應而遭受破壞,最好在太陽電池組件的正負極間并聯(lián)一個旁路二極管,以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。
二、Bypassdiode的作用:
當電池片出現(xiàn)熱斑效應不能發(fā)電時,起旁路作用,讓其它電池片所產(chǎn)生的電流從二極管流出,使太陽能發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電,不會因為某一片電池片出現(xiàn)問題而產(chǎn)生發(fā)電電路不通的情況。
三、Bypassdiode選擇原則:
1、耐壓容量為最大反向工作電壓的兩倍;
2、電流容量為最大反向工作電流的兩倍;
3、結(jié)溫溫度應高于實際結(jié)溫溫度;
4、熱阻小;
5、壓降??;
四、實際結(jié)溫溫度測量方法:
把組件放在75度烘箱中至熱穩(wěn)定,在二極管中通組件的實際短路電流,熱穩(wěn)定后(例如1h),測量二極管的表面溫度,根據(jù)以下公式計算實際結(jié)溫:
Tj=Tcase+R*U*I
其中R為熱阻系數(shù),由二極管廠家給出,Tcase是二極管表面溫度(用熱電偶測出),U是二極管兩端壓降(實測值),I為組件短路電流。計算出的Tj不能超過二極管規(guī)格書上的結(jié)溫范圍。
五、旁路二極管對電路影響示意圖:

當電池片正常工作時,旁路二極管反向截止,對電路不產(chǎn)生任何作用;若與旁路二極管并聯(lián)的電池片組存在一個非正常工作的電池片時,整個線路電流將由最小電流電池片決定,而電流大小由電池片遮蔽面積決定,若反偏壓高于電池片最小電壓時,旁路二極管導通,此時,非正常工作電池片被短路。
六、每個旁路二極管并聯(lián)電池片數(shù)目的計算
1、旁路二極管電流容量最小應為:
I=4.73×2=8.46A
2、選用10SQ030型二極管
最大返偏電壓為:VRRM=30vIAV=10AVF=0.55V
TJ=-55-200℃
3、耐壓容量為30Ⅴ的旁路二極管最多可保護125×125電池片數(shù)目為:
N=30/(2×0.513)≈29.24
即最多可保護29片125×125電池片;
4、旁路二極管截止狀態(tài)時存在反向電流,即暗電流,一般小于0.2微安;
原則上每個電池片應并聯(lián)一個旁路二極管,以便更好保護并減少在非正常狀態(tài)下無效電池片數(shù)目,但因為旁路二極管價格成本的影響和暗電流損耗以及工作狀態(tài)下壓降的存在,對于硅電池,每十五個電池片可并聯(lián)一個旁路二極管為最佳。
Bypassdiodesarenotneededon12voltsystems,optionalon24volt,andshouldalwaysbeusedon36voltorhighersystems
遮蔽一個電池片與遮蔽兩塊電池片各一半的效果不同,所以遮蔽不可避免時,盡量使遮蔽盡可能多的電池,每個電池盡可能少的陰影。