太阳能电池板的旁路二极管

在本教程中,我们将学习光伏电池,太阳能电池板,太阳能ob直播app电池的结构,欧宝官网app苹果下载光伏阵列,太阳能电池板旁路二极管的需要,太阳能电池板的最大功率等。

太阳能电池板对旁路二极管的需求

通常需要增加额外的组件来绕过或绕过光伏电池的遮蔽部分或损坏部分,以继续生产电力。当PV电池不能产生电能时,这些额外的元件可以使电流通过PV电池,这些元件被称为旁路二极管。

这些二极管是必要的,因为PV模块中的一个小损坏或任何干扰都可能对输出电流产生重大影响。输出电流的影响可能是由于组件中的电池是串联的,一个带有阴影的单个光伏电池,由于串在一起的组件可以停止产生电源。

旁路二极管与太阳能电池中使用的二极管非常相似,旁路二极管允许更大的电流通过,其中损耗很小。一般来说,旁路二极管在太阳能电池的正、负输出端之间设置反向偏置,对其输出没有影响。

最好每个太阳能电池都有一个旁路二极管,但这更贵,所以每一小组串联太阳能电池都有一个二极管。它们通常与几个太阳能电池连接在一起,当所有电池都在使用而没有任何遮光时,电流不允许通过它们。

旁路二极管在特殊情况下是有用的,当电池不能通过它们时。这种类型的旁路二极管连接防止了电力的损失,这使太阳能小组更有效地处理现实世界的问题。

1.阻塞二极管

考虑上面的连接,如果一个连接的面板由于某种原因是阴影。面板将不会产生任何数量的显着的权力和面板也将有一个更高的阻力,这将阻止权力流动的无阴影的面板。然后旁路二极管就出现了,如图所示。

2.旁路二极管

考虑如果在上图中有一个面板被遮挡,那么未遮挡面板的电流流过旁路二极管,以避免遮挡面板的更高电阻和电流阻塞。旁路二极管是没有用的,除非面板串联起来产生高电压。

最近,一些太阳能电池板被分成了几组,在那组中有一个内置的旁路二极管。制造带有旁路二极管的太阳能模块有两个原因。首先,旁路二极管提高了太阳能组件的整体系统性能。第二个原因是他们可以提供更多的产品安全性。

在标准测试条件下,太阳能组件始终可以产生近0.5 Vdc的最大电压。一个太阳能模块的标准电池配置有72个电池以一系列方式连接,以产生接近36 Vdc的工作电压。通常,在一个72电池的太阳能组件中,旁路二极管与每24个电池并联。

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部分遮阳的效果

遮光的太阳能电池将无法通过它们将电流和/或电压传递给未遮光的电池,这将导致遮光电池的最大额定功率由于遮光而下降。单元格着色越多,功率下降的就越多。遮光75%的细胞比遮光25%的细胞更糟糕。

未受荫蔽的电池产生负电压,并比受荫蔽的电池耗电,因为它们试图比受荫蔽的电池传递更多的电流。当阴影字符串的功率输出减少时,字符串中其余面板的功率输出也会减少。逆变电路会尝试降低输出功率,最终串的输出电压也会掉出逆变器的工作窗口。

在这种情况下,在阴影条件下,一串电池以串联方式连接可能产生12 Vdc的电压降。

当旁路二极管并联到串联的电池串时,产生约0.7 Vdc的电压降。当电流通过电阻最小的路径时,电流流过二极管而绕过阴影电池。

然而,如果旁路二极管不存在于电路中,遮阳的效果将会更大,因为遮阳太阳能电池的功率约为12 Vdc,因此太阳能组件的电压可能会降低到24 Vdc。欧宝官网app苹果下载

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太阳能电池板的安全

对于没有旁路二极管的太阳能组件,最可怕的情况是,它可能会引起火灾,而副产品当然是热量。这是不可能的,但在某些可能的条件下是可能的。在阴凉处操作几天后,产生的额外热量和多次温度循环可能会导致太阳能电池接头薄弱。

如果关节变得更弱和断开,就有可能产生电弧。从电弧中穿透的高温可能会导致玻璃爆炸,因为氧气进入了太阳能电池板中电池的玻璃夹层。在这种情况下,高和易燃的EVA,将玻璃层压和太阳能电池在一起可能会着火。

这种情况必须不惜一切代价加以避免。因此,旁路二极管因此需要在所有太阳能电池模块/面板。

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光伏太阳能电池结构

当一个带正电的P型半导体和一个带负电的N型半导体相互放置在相反的方向形成一个二极管时,就产生了光伏电池。在实际应用中,这种半导体夹层与支撑材料相结合,也可称为掺杂材料制成二极管。

这个二极管通过硅三明治的顶部和底部的金属导体连接在一个电路中,制成面板,在那里它们可以以阵列的方式排列,以提供不同的电量。

实际上,光伏电池包括一个抗反射涂层,以接受最多的阳光进入硅三明治。这种防反射片试图通过让最多的阳光照射到光伏电池来减少从玻璃反射的阳光,并提高太阳能电池板的效率。

光伏电池是整个光伏系统中至关重要的元件,光伏板是用来使一个电池或一组电池可用的。在光伏板中,光伏可以单独使用,也可以在一组板中为大量不同的电负载供电。不同类型的光伏在其大小和结构上有所不同。

  • 单个电池或多个电池是光伏板的核心部分。
  • 在光伏电池上放置玻璃夹层,通过允许阳光穿过光伏电池来保护它免受外部元素的影响。
  • 另外,还经常使用塑料防反射片来改善光伏电池的玻璃层合盖和防反射涂层的效果,以阻挡反射。
  • 面板背面通常是塑料和框架,通过将所有组件固定在一起,从而在安装过程中保护它免受损坏,从而完成光伏电池板。

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光伏阵列的连接

上图中的一个简单的光伏阵列由四个光伏组件组成,通过产生两个平行的分支,其中将有两个光伏板电连接在一起,产生一个串联的成形电路。

因此,太阳能电池阵列的输出电压可能等于串联光伏板的电压之和。由以上电路可知,输出电压为V= 12V + 12V = 24v光伏阵列的输出电流等于并联支路电流的总和。

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光伏阵列特性

4.光伏阵列电流电压特性

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短路电流(Isc)和/或开路电压(Voc)

太阳能电池或光伏板的典型特征是短路电流表示为Isc开路电压用V表示oc.太阳能电池板的短路电流可以被称为太阳能电池或电池板产生的电流,如果输出电压设为零伏。

l=我SC+我SC(R。年代/ RP) +我O(exp ((q / kT)我SC.R年代) (1)

SC~我l

R年代/ RP和R年代时,太阳能电池或电池板的短路电流接近光电流Il这是由电池产生的,它是在固定的光照下由电池产生的最大电流。

l=我O, {exp (.V (q / kT)OC] 1} - (VOC/ RP

开路电压用V表示oc为在零太阳电流下测量的输出电压。光电流等于太阳电池固有元件中电流的损失和开路电压Voc等于本征二极管的正向电压Vd。

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最大输出功率点

5.Photovoltaic Array Power – voltage Characteristics

它被定义为与电池和/或逆变器负载相关联的太阳能电池板产生最大功率的点。光伏太阳能电池板的最大输出功率点通常可以用Peak Watts或Watts来测量。它可以如下给出。

P马克斯=(我马克斯x (V)马克斯

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Voc和我sc随相关环境温度变化

太阳能电池或电池板的开路电压可以与寄生二极管的正向电压相连。因此,开路电压Voc为温度相关,温度系数为负。开路电压的最大值是在面板数据表中规定的连接点温度最低时的值。

电池或面板的短路电流随结温的增加而略有增加。下图显示了V字形的变化oc和我sc与温度。

6.Voc和Isc随温度而变化

对于一个特定的光伏太阳能电池来说,最大电流的大小将会有很大的限制。的价值马克斯在很大程度上取决于电池/电池板的大小和结构,直接照射到电池板/电池板的太阳光总量,太阳能电池是由碲化镉、硫化镉、砷化镓和/或硅和锗等半导体材料制成的。

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绕过太阳能电池板(光伏阵列)中的二极管

7.光伏阵列中的阻塞和旁路二极管

例如,假设太阳能电池板的输出连接到直流电池上。所以当有光时,太阳能电池板产生电压,如果这个电压大于电池电压,电池充电。如果太阳能电池板上没有光事故,则电池通过太阳能电池板放电。

因此,为了避免太阳能电池板在黑暗中电池放电,我们使用了一个二极管串联太阳能电池板,这个二极管被称为是闭塞二极管。在上述电路中,与太阳能电池板串联的二极管是阻塞二极管。

在上述电路中,与太阳能电池板并联的二极管称为旁路二极管。当太阳能电池板被遮挡或损坏时,这些二极管为电流流动提供了单独的路径。

阻塞二极管和旁路二极管在物理上是相同的,但它们的功能是不同的。阻塞二极管也称为串联二极管或隔离二极管。对于太阳能电池板的每个平行分支,我们将使用一个单独的阻塞二极管。阻挡二极管的类型和尺寸取决于光伏阵列的类型。

通常有两种类型的二极管用于太阳能阵列的旁路二极管。它们是普通PN结硅二极管和肖特基二极管。两种类型的二极管都有很宽的额定电流范围。肖特基二极管作为旁路二极管比正常的PN硅二极管更可取,因为它有更小的电压降约0.4V,而正常的硅二极管有0.7V的电压降。欧宝官网app苹果下载

最近,大多数太阳能电池板制造商在他们的太阳能电池板设计中都包括了阻塞二极管和旁路二极管。

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以前的二极管箝位器

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