Cadenas de paneles solares: ¿cuándo fluye la corriente a través de diodos de derivación donde cada panel tiene un punto de potencia máximo diferente?

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Al tener cadenas de 5 a 6 paneles fotovoltaicos de película delgada a-Si / µ-Si y cada panel, su caja de conexiones contiene un diodo de by-pass BY255, para asegurarse de que la corriente fluirá en situaciones menos óptimas, como parcialmente Paneles sombreados / rotos.

Ahora me pregunto cómo fluirá la corriente en situaciones menos óptimas, por ejemplo, un panel fotovoltaico recibe 200 vatios / m2 y otro 1000 vatios / m2. En otras palabras: un panel en la cadena podría generar una corriente de 1.5 amperios en su punto de máxima potencia, mientras que otro solo generará 0.3 amperios.

¿La cadena ahora producirá / generará 1.5 amperios de corriente? ¿Fluirán en el panel sombreado 1,2 amperios de corriente a través del diodo de derivación y los otros 0,3 amperios a través de las células fotovoltaicas? Supongo que no debido a la diferencia de potencial: unos 80-90 voltios sobre las celdas, y quizás -1 voltios (la caída de voltaje) sobre el diodo. Entonces, supongo que solo fluirán 0,3 amperios, pero ¿cuándo llevará corriente el diodo de derivación en la caja de conexiones fotovoltaica? ¿Dónde están los puntos de inflexión?

La respuesta en cuestión con respecto a ¿Cómo afecta el daño físico al rendimiento de las células fotovoltaicas? explica algo relacionado, aunque todavía no entiendo el papel del diodo de bypass.

    
pregunta Pro Backup

1 respuesta

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Entonces, supongo que solo fluirán 0.3 amperios, pero ¿cuándo llevará corriente el diodo de derivación en la caja de conexiones fotovoltaica? ¿Dónde están los puntos de inflexión?

La situación es mucho peor de lo que imaginas.
La corriente máxima disponible de una serie de celdas es la corriente disponible de la celda actual más baja. Una celda ligeramente sombreada reducirá la salida del panel. Una celda muy sombreada casi detendrá la salida del panel, y cuando esto sucede, el potencial inverso de todas las celdas sin sombrear se desarrolla a través de la celda sombreada para que no aporte nada. Si los diodos de derivación se ajustan a la corriente, entonces fluye en un diodo apropiado alrededor de la celda sombreada, y también a las celdas cercanas si el diodo abarca varias celdas. Por consiguiente, los paneles y celdas dentro de un panel que están conectados en serie deben emparejarse lo más cerca posible tanto en el rendimiento como en los niveles de aislamiento (luz) recibidos. Un desequilibrio de 1000 W / m 2 : 200 W / m 2 como usted sugiere puede ser fatalmente malo y debe evitarse por diseño en la mayor medida posible. Deben instalarse diodos de bypass para evitar que se produzcan grandes voltajes inversos en las celdas sombreadas, ya que esto puede destruir instalaciones completas, o algo peor.

Los diodos de bypass están conectados en polaridad inversa a la salida de una celda cuando actúa como una fuente de corriente. Si la corriente de la celda es menor que la corriente de la cadena, el voltaje que actúa para conducir la corriente a través de la celda hace que produzca menos salida y luego invierta la polarización completamente. Un diodo de derivación a través de la celda conduce cuando la polaridad inversa de las celdas excede la polaridad directa del diodo. Por lo tanto, ninguna salida de celdas parcialmente sombreadas contribuye a la corriente de la cadena cuando el diodo de derivación está conduciendo y en su lugar, el diodo reduce la salida por una caída de diodo, más el voltaje que las celdas sombreadas ya no producen.

Si bien esta descripción puede parecer contraria a lo que espera, la encontrará bien descrita en muchos artículos en línea.

Se pueden encontrar muchos ejemplos aquí y El efecto se puede visualizar fácilmente usando el diagrama a continuación. Para que el diodo conduzca el terminal generalmente -ve de la celda PCV debe ser positivo en relación con su salida habitual de + ve. No se produce ninguna corriente.

Diagrama de Dale Marshall aquí

Tenga en cuenta que, en ausencia de diodos de derivación, la tensión total restante de la cadena se acumulará en la celda fotovoltaica sombreada. En sistemas de alta tensión, esto puede estar en el rango de 400-1000 V. Las células con defectos tienen bajos voltajes de aislamiento y se descomponen. En tales casos, se pueden producir (y amp; do) incendios que destruyen la celda en cuestión, a menudo dañan a otros, por lo general eliminarán ese panel y pueden destruir toda la instalación o incluso el edificio en el que está montado.

    
respondido por el Russell McMahon

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