PVモジュールバイパスダイオードは、太陽光発電セルとモジュールをホットスポット効果から保護するために、太陽光発電ソーラーパネルのジャンクションボックスで使用される半導体電源デバイスです。
バイパスダイオードは、ソーラーパネルと並行して接続されています。ソーラーパネルが正常に動作している場合、細胞によって生成される電流が導入され、正常に伝達されます。ただし、ホットスポット効果が太陽パネル（たとえば、ほこり、影などのためにパネルを部分的に閉塞するため）で発生する場合、バイパスダイードが自動的に活性化され、影響を受ける細胞をバイパスし、電流がバイパス回路を流れるようにします。この戦略は、ホットスポット効果によって引き起こされる大きな電流のためにソーラーパネルの燃焼を防ぎ、太陽光発電システムが発電を継続できるようにします。これにより、過熱による細胞損傷や火災のリスクさえも大幅に低下し、それにより太陽光発電農場の安定した安全な運転が確保されます。
バイパスダイオードの重要な特徴：
ダイオードの逆分解電圧は、並列に接続された太陽電池の開いた-回路電圧の合計よりも高い必要があります。
ダイオードの動作電流は、個々の太陽電池の短い-回路電流よりも大きくなければなりません。
ダイオードの電圧低下はできるだけ小さくする必要があります。電流が一定の場合、電圧降下が大きくなると、熱生成の確率が増加し、ダイオード障害を引き起こす可能性があります。
ダイオードの熱抵抗は、熱散逸能力を反映しています。熱抵抗が低いほど、熱放散が良くなります。
最大接合温度は、ダイオードの熱耐性を反映しています。ダイオードの動作温度が長期間この制限を超えると、過熱して故障する可能性があります。ジャンクション温度は一般に200度を超える必要があります。
ダイオードをバイパスすることなく、日陰になったときに何が起こりますか
ここで、文字列内の太陽電池NO2が部分的または完全に覆われていると仮定しましょう。これが発生すると、シリーズ接続された文字列の出力は、示されているように劇的に減少します。
ここで、太陽電池弦の2番目のセルが部分的または完全に覆われているためにホットスポットをもたらしますが、他の2つの太陽電池は覆われていません。つまり、まだ完全な日光に陥っています。これが発生すると、図に示すように、太陽電池弦の出力電力が急激に低下します。
陰影付きのセルは電流を引き起こすため、健康でシェードされていないセルは、i - V特性曲線の開いた-回路電圧を増加させることにより、この電流の低下に適応します。これにより、陰影付きセルが逆バイアスになり、端子全体に負の電圧が生成されます。
この逆電圧により、電流は日陰のセルを介して反対方向に流れ、ISCとIMPPに依存する速度で電力を消費します。したがって、完全に覆われたセルは、すべての現在の条件下で逆電圧低下を経験し、したがって、それを生成するのではなく、電力を消散または消費します。
太陽電池の故障をホットスポットから保護するためのバイパスダイオード付き
日陰条件下では、第2太陽電池が停止して電力を生成し、上記で説明した半導体抵抗と同様に動作します。陰影付きのセルは逆電力を生成するため、上の図の緑色の矢印で示されるように、2つの健康な細胞からバイパスダイオードに電流を迂回させる平行バイパスダイオードに偏ります。したがって、影付きセル全体に接続されたバイパスダイオードは、他の2つの太陽電池の動作を維持する電流パスを作成します。
平行バイパスダイオードのもう1つの利点は、前方バイパスダイオード、つまり伝導すると、順方向電圧降下が約0.6ボルトであるため、日陰のセルによってもたらされる高い逆の負の電圧が制限され、熱いスポット温度条件が減少し、細胞が除去されると細胞が回復することです。