旁路二極管是指在電池組件中反向并聯(lián)于太陽能硅電池片組的兩端二極管，能夠有效地防止硅電池片因熱斑效應(yīng)而燒毀，是光伏太陽能組件的重要組成部分。是為了防止太陽能電池在強(qiáng)光下由于遮擋造成其中一些因?yàn)榈貌坏焦庹斩蔀樨?fù)載產(chǎn)生嚴(yán)重發(fā)熱受損。一般用在單晶硅和多晶硅光伏(PV)面板的旁路二極管中，在出現(xiàn)低分流和高分流阻抗時，保護(hù)過熱點(diǎn)的光伏電池。但旁路二極管的引入，也會導(dǎo)致遮蔽情況下光伏陣列的P-U曲線呈現(xiàn)多峰特性，在旁路二極管的基礎(chǔ)上也發(fā)展來了智能重構(gòu)旁路二極管，也進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

熱斑效應(yīng)

一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽電池組件此時會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽電池。有光照的太陽電池所產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太陽電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞，最好在太陽電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。

作用

當(dāng)電池片出現(xiàn)熱斑效應(yīng)不能發(fā)電時，起旁路作用，讓其它電池片所產(chǎn)生的電流從二極管流出，使太陽能發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電，不會因?yàn)槟骋黄姵仄霈F(xiàn)問題而產(chǎn)生發(fā)電電路不通的情況。

選擇原則

1、耐壓容量為最大反向工作電壓的兩倍；

2、電流容量為最大反向工作電流的兩倍；

3、結(jié)溫溫度應(yīng)高于實(shí)際結(jié)溫溫度；

4、熱阻小；

5、壓降?。?/p>

測量方法

把組件放在75度烘箱中至熱穩(wěn)定，在二極管中通組件的實(shí)際短路電流，熱穩(wěn)定后（例如1h），測量二極管的表面溫度，根據(jù)以下公式計算實(shí)際結(jié)溫：

Tj=Tcase + R*U*I其中R為熱阻系數(shù)，由二極管廠家給出，Tcase是二極管表面溫度（用熱電偶測出），U是二極管兩端壓降（實(shí)測值），I為組件短路電流。計算出的Tj不能超過二極管規(guī)格書上的結(jié)溫范圍。

示意圖

當(dāng)電池片正常工作時，旁路二極管反向截止，對電路不產(chǎn)生任何作用；若與旁路二極管并聯(lián)的電池片組存在一個非正常工作的電池片時，整個線路電流將由最小電流電池片決定，而電流大小由電池片遮蔽面積決定，若反偏壓高于電池片最小電壓時，旁路二極管導(dǎo)通，此時，非正常工作電池片被短路。

數(shù)目計算

1、旁路二極管電流容量最小應(yīng)為：

I=4．73×2=8.46A

2、選用10SQ030型二極管

最大返偏電壓為：VRRM=30vIAV=10AVF=0.55V

TJ=-55－200℃

3、耐壓容量為30Ⅴ的旁路二極管最多可保護(hù)125×125電池片數(shù)目為：

N=30/（2×0.513）≈29.24

即最多可保護(hù)29片125×125電池片；

4、旁路二極管截止?fàn)顟B(tài)時存在反向電流，即暗電流，一般小于0.2微安；

原則上每個電池片應(yīng)并聯(lián)一個旁路二極管，以便更好保護(hù)并減少在非正常狀態(tài)下無效電池片數(shù)目，但因?yàn)榕月范O管價格成本的影響和暗電流損耗以及工作狀態(tài)下壓降的存在，對于硅電池，每十五個電池片可并聯(lián)一個旁路二極管為最佳。

Bypass diodes are not needed on 12 volt systems, optional on 24 volt, and should always be used on 36 volt or higher systems

遮蔽一個電池片與遮蔽兩塊電池片各一半的效果不同，所以遮蔽不可避免時，盡量使遮蔽盡可能多的電池，每個電池盡可能少的陰影。

幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。