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旁路二极管的应用

【什么是旁路二极管
      为防止太阳能电池在强光下由于遮挡造成其中一些因为得不到光照而成为负载产生严重发热受损,因此在太阳能电池组件输出端的两极并联旁路二极管。
 
【旁路二极管的应用】
      旁路二极管常用在光伏电池组件上,用串上并联旁路二极管的方法来减轻热斑的影响。首先来看看热斑的形成原理:被遮挡的电池片不再发电,自身相当于一个消耗电阻;在其两端产生S-1片电池片的方向偏压,如无旁路二极管保 护,则组件电流流过后将产生热量。组件的正向I-V特性曲线和被遮挡的电池片的反向I-V特性曲线相交出形成的阴 影为电池片的*大消耗功率。在太阳电池(串)两端并联旁路二极管,旁路二极管开始工作,将被遮挡的一串电池片旁路掉,组件电流从旁路二极管流过,保证组件工作正常,并保护了被遮挡的电池片不会被损坏。即使这样,被旁路掉的那部分电池串中没有被遮盖的电池片也无法正常发电,是一种损失。
      另外,由于旁路二极管是并联方式连接在一串电池片两端,常态下二极管处于反向截至状态,反向压降取决于反向压降约为:0.5NV(一串电池片的数量N),由二极管反向电流特性知,二极管反偏时有漏电流经过,此电流很小,一般在微安级。反向电偏置电压和温度对反向电流的影响。温度及反向偏置压降对IR的影响;温度升高使得IR成倍地升高,同样,反向压降的增加可以导致二极管漏电流的增加。所以理想状态下是每片电池片加旁路二极管一只,但在实际应用中,没有厂家会这么做,只能是在在满足组件使用要求的情况下,统筹考虑每个旁路二极管旁路的太阳电池数量。
 
【旁路二极管的选用】
      由于大多数二极管安装在接线盒内,盒内受有限的散热空间及接线盒结构和材料的限制,要求二极管的热性能一定要好,关于二极管的热性能,IEC61215 10.18节有旁路二 极管热性能试验专门介绍。热斑发生时,组件电流基本上都流经旁路二极管,有电流流过就会有热产生,同时,由 于接线盒内的二极管发热也对接线盒提出了要求:接线盒要具备好的耐热和好的散热特性。
      出于对二极管的热性能考虑,对于二极管的选择,主要参数要遵循一下几点:
       1、热阻系数小越小越好;
       2、正向压降越小越好;
       3、正向耐电流越大越好;
       4、反向电流越小越好;
       5、温度特性曲线要好;
       6、ESD性能要好(参照IEC61000-4-2静电放电抗扰度试验标准);
      另外,旁路二极管在接线盒内的安装,限于接线盒内的空间和环境,从接线盒方面考虑,主要考虑如何将热量传导出去:
       1、二极管选择管脚焊接方式安装,管脚大面积接触导热体散热效果会好于点接触的插装二极管;
       2、接线盒内灌灌封胶体,增强散热性能,此时,导热体、密封胶均能够对二极管热量起到传到作用。

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