旁路二極管的應用

【什么是旁路二極管】
      為防止太陽能電池在強光下由于遮擋造成其中一些因為得不到光照而成為負載產生嚴重發熱受損,因此在太陽能電池組件輸出端的兩極并聯旁路二極管。

【旁路二極管的應用】
      旁路二極管常用在光伏電池組件上，用串上并聯旁路二極管的方法來減輕熱斑的影響。首先來看看熱斑的形成原理：被遮擋的電池片不再發電，自身相當于一個消耗電阻；在其兩端產生S-1片電池片的方向偏壓，如無旁路二極管保護，則組件電流流過后將產生熱量。組件的正向I-V特性曲線和被遮擋的電池片的反向I-V特性曲線相交出形成的陰影為電池片的最大消耗功率。在太陽電池（串）兩端并聯旁路二極管，旁路二極管開始工作，將被遮擋的一串電池片旁路掉，組件電流從旁路二極管流過，保證組件工作正常，并保護了被遮擋的電池片不會被損壞。即使這樣，被旁路掉的那部分電池串中沒有被遮蓋的電池片也無法正常發電，是一種損失。
      另外，由于旁路二極管是并聯方式連接在一串電池片兩端，常態下二極管處于反向截至狀態，反向壓降取決于反向壓降約為：0.5NV（一串電池片的數量N）,由二極管反向電流特性知，二極管反偏時有漏電流經過，此電流很小，一般在微安級。反向電偏置電壓和溫度對反向電流的影響。溫度及反向偏置壓降對IR的影響；溫度升高使得IR成倍地升高，同樣，反向壓降的增加可以導致二極管漏電流的增加。所以理想狀態下是每片電池片加旁路二極管一只，但在實際應用中，沒有廠家會這么做，只能是在在滿足組件使用要求的情況下，統籌考慮每個旁路二極管旁路的太陽電池數量。

【旁路二極管的選用】
      由于大多數二極管安裝在接線盒內，盒內受有限的散熱空間及接線盒結構和材料的限制，要求二極管的熱性能一定要好，關于二極管的熱性能，IEC61215 10.18節有旁路二極管熱性能試驗專門介紹。熱斑發生時，組件電流基本上都流經旁路二極管，有電流流過就會有熱產生，同時，由于接線盒內的二極管發熱也對接線盒提出了要求：接線盒要具備好的耐熱和好的散熱特性。
      出于對二極管的熱性能考慮，對于二極管的選擇，主要參數要遵循一下幾點：
       1、熱阻系數小越小越好；
       2、正向壓降越小越好；
       3、正向耐電流越大越好；
       4、反向電流越小越好；
       5、溫度特性曲線要好；
       6、ESD性能要好（參照IEC61000-4-2靜電放電抗擾度試驗標準）；
      另外，旁路二極管在接線盒內的安裝，限于接線盒內的空間和環境，從接線盒方面考慮，主要考慮如何將熱量傳導出去：
       1、二極管選擇管腳焊接方式安裝，管腳大面積接觸導熱體散熱效果會好于點接觸的插裝二極管；
       2、接線盒內灌灌封膠體，增強散熱性能，此時，導熱體、密封膠均能夠對二極管熱量起到傳到作用。

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