组件旁路二极管的研究.pdfVIP

• 珈伟太阳能(武汉)有限公司 组件旁路二极管的研究 研发部 刘汪利 2011.7 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 目录 热斑效应 旁路二极管的作用； 旁路二极管选择原则； 实际结温温度测量方法； 旁路二极管对电路影响； 每个旁路二极管并联电池片数目的计算； 结论 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 一.热斑效应 一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当 作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能 量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热 斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照 的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电 池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受 破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁 路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽 的组件所消耗。 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 二.旁路二极管的作用 当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路 作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出， 使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电 池片出现问题而产生发电电路不通的情况。 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 三、旁路二极管选择原则 1、耐压容量为最大反向工作电压的两倍； 2、电流容量为最大反向工作电流的两倍； 3、结温温度应高于实际结温温度； 4、热阻小； 5、压降小； • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 四、实际结温温度测量方法 把组件放在75度烘箱中至热稳定，在二极管中通组件的 实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温 度，根据以下公式计算实际结温： Tj=Tcase+R*U*I 其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表 面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值）， I为组件短路电流。计算出的Tj不能超过二极管规格上的结温 范围。 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 五、旁路二极管对电路影响 当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电 路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在 一个非正常的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池 片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高 于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工 作电池片被短路。 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 六、每个旁路二极管并联电池片数目的计算 1、旁路二极管电流容量最小应为： I=4.73*2=8.46A 2、选用10SQ030型二极管 最大反偏电压为：VRRM=30V IAV=10A；VF=0.55V ；Tj=-55—200℃ • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 3、耐压容量为30V的旁路二极管最多可保护125*125 电池片数目为： N=30/(2*0.513)=29.24 即最多可保护29片125*125电池片 4、旁路二极管截止状态时存在反向电流，即暗电流， 一般小于0.2微安； 原则上每个电池片应并联一个旁路二极管，以便 更好保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因 为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状 态下压降的存在，对于硅电池，每十五个电池片刻并联 一个旁路二极管为最佳。 • 珈伟太阳能(武汉)有限公司 旁路二极管是不需要在12伏特系统,可工作在24伏特,并 始终被使用在36伏特或更高的系统。 遮蔽一个电池片与遮蔽两块电池片各一半的效果不同，所以