Diodos de bloqueo y diodos de derivación en un campo de unión de paneles fotovoltaicos

El diodo de derivación y el diodo de bloqueo se utilizan para la seguridad de los paneles fotovoltaicos en situación de sombra

En varios tipos de diseños de paneles fotovoltaicos, los fabricantes incluyen cada uno de los diodos de derivación y de bloqueo para obtener una cobertura y un funcionamiento seguro y limpio. Hablaremos de cada una de ellas diodos de bloqueo y bypass en paneles fotovoltaicos con los esquemas de funcionamiento y de los circuitos que se detallan a continuación.

Diodo de derivación en un panel fotovoltaico se utiliza para salvar el conjunto de células fotovoltaicas parcialmente sombreadas dentro del panel fotovoltaico de la cadena fotovoltaica que funciona normalmente dentro del pico solar en el panel fotovoltaico idéntico. En los paneles fotovoltaicos multipanel, el panel o cadena fotovoltaica defectuosa ha sido puenteada por el diodo, lo que da varias vías al flujo presente de los paneles fotovoltaicos a la carga.

Diodo de bloqueo en un panel fotovoltaico se utiliza para evitar que las baterías se agoten o descarguen de nuevo a través de las células fotovoltaicas contenidas en el panel fotovoltaico, ya que actúan como carga por la noche o en caso de cielo absolutamente nublado, etc. En resumen, como el diodo sólo pasa el presente en un único camino, el presente de los paneles fotovoltaicos fluye (polarizado hacia delante) hacia la batería y se bloquea desde la batería hacia el panel fotovoltaico (polarizado hacia atrás).

¿Qué es un diodo?

Un diodo es una máquina semiconductora unidireccional que sólo pasa por un único camino (la polarización hacia delante, es decir, el ánodo relacionado con el terminal constructivo y el cátodo con el terminal perjudicial). Bloquea el movimiento presente de forma incorrecta (polarización inversa, es decir, ánodo al terminal -Ve y cátodo al terminal +Ve).

Están hechos de materiales semiconductores correspondientes al Silicio y al Germanio. Suministran una resistencia excesiva al presente en una sola vía (polarización inversa) y actúan en una vía de circuito breve al presente de forma incorrecta (polarización directa). La siguiente es una imagen genérica de un diodo con un terminal anódico y otro catódico.

Diodo rectificador

Funcionamiento de los diodos de bloqueo y de derivación en FV Paneles

El sistema de paneles fotovoltaicos es uno de los mejores en la gran selección (de mW a MW) de energía eléctrica gratuita y puede utilizarse con sistemas de energía On-Grid o Off-Grid. Se puede colocar donde lo necesites dentro de la franja de luz del día para generar energía eléctrica.

La célula fotovoltaica dentro de un panel fotovoltaico es un fotodiodo semiconductor fácil producido a partir de células de silicio cristalino interconectadas que aspiran/absorben el fotón de la luz directa del día en su suelo y lo convierten en {energía eléctrica}. las células fotovoltaicas están relacionadas en cadenas de recogida dentro de un panel fotovoltaico y, por tanto, generan energía eléctrica en funcionamiento regular cuando la luz del día incide en estas células fotovoltaicas.

Sin embargo, algunos elementos influyen en el potencial de producción de energía eléctrica de las células fotovoltaicas, como las situaciones ambientales irregulares, es decir, la lluvia, las nevadas y la humedad, las nubes completas que ocultan el cielo, la radiación fotovoltaica de los diplomas, las modificaciones de la temperatura y el posicionamiento del conjunto de paneles respecto al sol, etc.

Algunos de los aspectos que influyen en la producción y la eficacia son los paneles fotovoltaicos absoluta o parcialmente sombreados a causa de las nubes, la madera, las hojas, la construcción, etc. En este caso, algunas de las células fotovoltaicas no suelen estar en condiciones de generar energía, ya que no se revelan a la luz directa del día. En este estado de cosas, las células afectadas actúan como una carga y también pueden romperse como resultado de un punto caliente. Por eso nos gustaría tener un diodo de derivación en un panel fotovoltaico.

Cómo funciona un diodo de derivación en un panel solar y una célula fotovoltaica

Veamos a continuación cómo los paneles fotovoltaicos sombreados pueden ser perjudiciales y cómo el diodo de derivación evita que los paneles fotovoltaicos o las cadenas fotovoltaicas se dañen.

Células fotovoltaicas con diodos de derivación

A una sola célula fotovoltaica genera unos 0,58 voltios de corriente continua a 25°C. En caso de circuito abierto, a veces el valor de VOC es de 0,5 – 0,6V mientras que el la potencia de una sola célula fotovoltaica es de 1 a 1,5 W en caso de circuito abierto. Por tanto, una sola célula fotostática de 1,5W con 0,5V producirá 3A presentes como I = P /V (1,5W / 0,5V = 3 Amperios).

Supón que no hay ningún diodo de derivación relacionado con las células fotovoltaicas. Como podrás ver, las células fotovoltaicas están relacionadas en una cadena de recogida (el terminal constructivo está relacionado con el terminal dañino de los segundos paneles fotovoltaicos y así sucesivamente).

Todos sabemos que la «I» presente en la colección es idéntica en todos los niveles, mientras que las tensiones son aditivas, es decir, VT = V1 + V2 + V3 … Vn. Por tanto, toda la tensión VT = 0,5V + 0,5V + 0,5V = 1,5V.

En el funcionamiento tradicional, todas las células fotovoltaicas están en pleno funcionamiento, es decir, las tres células fotovoltaicas producen la potencia nominal en corrientes y voltios. La capacidad es aditiva en cada recogida y conexión en paralelo. Así obtenemos la mejor energía nominal en amperios y voltios. El movimiento del presente se demuestra con guiones azules desde las células fotovoltaicas hasta la carga de salida.Panel solar sin diodos de derivación

Sin embargo, ¿qué ocurre en el caso de las celdas sombreadas? ¿Y si tampoco hay un diodo de derivación? Veamos qué ocurre entonces.

Células fotovoltaicas sombreadas con diodos de derivación fuera

En caso de hojas caídas o nubes, las células fotovoltaicas en sombra no podrán producir energía eléctrica y actuarán como una carga resistiva semiconductora. En caso de que no haya diodos de derivación, la potencia producida por la cadena de células fotovoltaicas que reciben la luz directa del día empezará a desplazarse hacia las células sombreadas, ya que se comportan como una carga de buen comportamiento. Este extremo actual hará que las células de carga sombreadas se calienten al disipar la energía que acaba en el punto caliente y debería dañar o quemar la célula o células afectadas.

A medida que la tensión cae en las celdas sombreadas, las celdas tradicionales, sombreadas, intentan regular la caída de tensión aumentando la tensión en circuito abierto. De este modo, las células fotovoltaicas afectadas por la sombra quedan sesgadas y la tensión perjudicial aparece en el camino equivocado en todos sus terminales. Esta tensión perjudicial hace que el presente se mueva en sentido contrario dentro de las células fotovoltaicas sombreadas afectadas, lo que consume energía a costa del presente trabajo y del breve presente circuito ISC. Así, la célula sombreada dentro de un panel fotovoltaico disipará energía en sustitución de su fabricación al producirse en ella caídas de tensión inversas como consecuencia del movimiento de las corrientes digitales. Este curso completo disminuirá la eficiencia general o puede dañar y hacer explotar las células fotovoltaicas de un panel fotovoltaico.

Las trazas azules punteadas muestran el movimiento de las corrientes, es decir, algunos regalos fluyen desde las células normales# 1 y la célula# 3 hacia la célula afectada# 2. En caso de circuito abierto, todas las corrientes pueden moverse hacia las células afectadas, mientras que en caso de carga relacionada con el panel fotovoltaico, algunos regalos fluyen hacia la carga con precio reducido.Panel solar sombreado sin diodo de derivación

Estas son las explicaciones que nos gustaría tener para los diodos de derivación en un panel fotovoltaico. Veamos qué ocurre cuando hay un diodo de derivación en el panel fotovoltaico como si fuera compatible.

Células fotovoltaicas con diodos de derivación

Ahora vamos a ver cómo podemos proteger un panel o conjunto fotovoltaico y encadenar resultados parciales de células fotovoltaicas absolutamente sombreadas. Puede ser un diodo de derivación. Se pueden utilizar diodos de derivación conectándolos en paralelo con la célula fotovoltaica de un conjunto de cadenas relacionadas con la colección para erradicar el problema del azar y proteger los paneles fotovoltaicos de los daños totales y la explosión en caso de sombreado total o parcial.

Los diodos de derivación están relacionados externamente (en paralelo) con las células fotovoltaicas en polarización inversa (el terminal del ánodo relacionado con la faceta +Ve y el cátodo con la faceta -Ve de la célula fotovoltaica), lo que proporciona una vía alternativa para el movimiento presente en el caso de las células en sombra. Los diodos de derivación de polarización inversa no permiten que el presente producido dentro de las células normales para las células sombreadas.

El movimiento de las corrientes generadas se evidencia en las trazas de puntos azules. En caso de cielo despejado, es decir, de sol máximo, el don producido no pasará por los diodos de derivación, como demuestran las trazas punteadas de color púrpura, ya que están en polarización inversa y actúan como un circuito abierto. Por lo tanto, toda la energía que va a la carga de la batería o a la carga relacionada, afecta a la eficiencia como se pretende.Panel solar con diodos de derivación

Sin embargo, ¿qué ocurre cuando puede haber nubes o sombras de edificios en las celdas parciales? veamos si se cumple.

Células FV sombreadas con diodos de derivación

En caso de nubes o nieve, etc., la célula nº 2 se ve afectada y no podrá generar energía, convirtiéndose en una resistencia semiconductora que ahora actúa como carga. Ahora las celdas sombreadas suministran energía nociva (deseo de disipar energía en sustitución de su producción), los diodos de derivación de toda la celda se activan (ya que ahora se encuentra en una polarización frontal) y desvían el movimiento del presente a la carga, tal y como evidencian las líneas de puntos azules que delimitan la celda sombreada en la figura.

En resumen, los diodos de derivación relacionados a lo largo de la célula#2 sombreada presentan otra vía para las corrientes de movimiento de la célula#1 a la célula#3 y la carga entonces. De este modo, el diodo de derivación mantiene el funcionamiento fiable y limpio de las células fotovoltaicas sin dañar la célula fotovoltaica o el conjunto total de la cadena fotovoltaica con un precio de potencia reducido, ya que la célula nº 2 no estará en condiciones de generar {la energía eléctrica}.Panel solar sombreado con diodos de derivación

Hay dos tipos de diodos que se utilizan como diodos de derivación en los paneles fotovoltaicos, que son los diodos de unión PN y los diodos Schottky (a menudo conocidos como diodos de barrera Schottky) con una variedad de puntuaciones de corriente. El diodo Schottky tiene una caída de tensión hacia delante de 0,4 V, en comparación con el diodo de silicio de unión PN normal, que es de 0,7 V.

Es decir, cuando está polarizado frontalmente, el diodo Schottky mantiene prácticamente la etapa de tensión de una sola célula fotovoltaica (que es de 0,5V) en cada hilo de captación. En otras palabras, presenta un funcionamiento respetuoso con el medio ambiente de las células fotovoltaicas, ya que disminuye la disipación de energía en modo de bloqueo.

Otra ventaja del diodo de derivación relacionado en paralelo con las células fotovoltaicas es que, cuando funciona (es decir, con polarización hacia delante), la caída de tensión hacia delante es de 0,4 V (y de 0,7 V en el caso del diodo de unión PN), lo que limita la tensión inversa, es decir, la tensión perjudicial producida por la célula sombreada, lo que en última instancia reduce las posibilidades de aparición de puntos calientes. El aumento de la temperatura puede hacer que se quemen o se dañen las células fotovoltaicas, pero en el caso de los diodos de derivación, hace que la célula sombreada vuelva a funcionar de forma tradicional cuando se haya despejado la nube. Lo anterior es la explicación precisa de la existencia de los diodos de derivación en los paneles fotovoltaicos.

¿Por qué no puede haber un diodo de derivación en todas las células fotovoltaicas?

Enchufar un diodo de derivación en todas las células fotovoltaicas dará lugar a un diseño caro y complejo. Por lo tanto, el fabricante crea diodos de derivación externamente en el campo de unión del panel fotovoltaico (otra faceta del panel fotovoltaico) para matrices de cadenas como sustituto de las células fotovoltaicas individuales.

Por lo general, dos diodos de derivación son adecuados para un panel fotovoltaico de 50 W con 36-40 células fotovoltaicas particulares y para cargar una colección de 12 V a 24 V o una conexión en paralelo del sistema de baterías, que dependerá de la puntuación actual y de la tensión, que es de 1 a 60 A y 45 V en el caso del diodo Schottky.

Diodos de bloqueo en paneles fotovoltaicos

Como ya hemos dicho, los diodos atraviesan el presente sólo en un camino (polarización hacia adelante) y bloquean en el camino equivocado (polarización hacia atrás).

Esto es lo que hacen realmente los diodos de bloqueo en un panel fotovoltaico. Mediante el funcionamiento regular de las células fotovoltaicas con luz solar clara, las células fotovoltaicas generan energía eléctrica y dejan que el movimiento de los electrones cruce por un único camino, es decir, desde el panel fotovoltaico hasta la batería o hasta el controlador de costes y los diferentes cientos relacionados.

Durante la noche, las nubes o la ausencia de carga en las sombras, la batería respectiva presentará el presente a las células fotovoltaicas, ya que se comportan como una resistencia tradicional. Para vencer este problema, se utilizan diodos de bloqueo para impedir de nuevo el movimiento presente en los paneles fotovoltaicos, lo que evita que la batería se agote, además de proteger las células fotovoltaicas de los puntos calientes como resultado de la disipación de energía en su interior, lo que provoca daños en la célula fotovoltaica.Bloqueo de diodos en los paneles solares

En resumen, los diodos de bloqueo sólo presentan una única vía para el presente del panel fotovoltaico a la batería y bloquean las corrientes de la batería a las células fotovoltaicas durante toda la noche, ya que las células fotovoltaicas aparecen como carga en lugar de producción de energía.

Recuerda que los diodos de bloqueo se colocan en colección con el panel fotovoltaico. La siguiente figura muestra una mezcla de diodos de bloqueo relacionados en colección y diodos de derivación relacionados en paralelo con el panel fotovoltaico.

Como se comprueba en la figura, una hoja cae en la celda#3. De este modo, el presente generado se desplazará desde la celda#1 y la celda#2 hacia el exterior puesto que está en funcionamiento regular. El regalo se moverá por diodos de derivación a través de la célula#3 que está afectada y la célula#4 y luego a las centenas por diodos de bloqueo, lo que supone un funcionamiento seguro del sistema de energía solar según lo previsto.Funcionamiento del diodo de derivación y del diodo de bloqueo en los paneles solares

Espero que haya quedado claro que lo que estos diodos de derivación y bloqueo dentro del campo de unión al otro lado de la foto voltaica un panel.

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