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- 旁路二極管在光伏組件中的作用

2017年11月24日 16:41 作者: 用戶評(píng)論(0

? ? ?“電壓降”的產(chǎn)生是由于線路中電荷流動(dòng)時(shí)遇到阻力而損耗了電力,造成了電壓降落。二極管的壓也是指的是它的PN結(jié)上的壓降。如正向壓降是由它的正向?qū)▋?nèi)阻決定的,但有一定的曲線,并不是像純電阻一樣的,即使是在導(dǎo)通狀態(tài)下,也不都是一條直線。當(dāng)電源電壓變大時(shí),電流升高,正向壓降會(huì)相應(yīng)升高一些。而反向壓降在一定范圍內(nèi)基本不變,當(dāng)反向電壓達(dá)到擊穿電壓以后會(huì)突然增大。
? ? ? 二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負(fù)極流出。下面通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的正向特性和反向特性。
? ? ? 1. 正向特性。在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低電位端,二極管就會(huì)導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說(shuō)明,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí),二極管仍然不能導(dǎo)通,流過(guò)二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。
? ? ? ?2. 反向特性。在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負(fù)極接在高電位端,此時(shí)二極管中幾乎沒(méi)有電流流過(guò),此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài),這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí),仍然會(huì)有微弱的反向電流流過(guò)二極管,稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值,反向電流會(huì)急劇增大,二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?,這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。

在太陽(yáng)能組件上,一塊組件根據(jù)需要會(huì)并聯(lián)若干個(gè)二極管,現(xiàn)在假設(shè)由于某一串電池片由于被遮擋,會(huì)出現(xiàn)熱斑效應(yīng),此時(shí)該串電池片會(huì)被旁路掉,二極管正向?qū)?,另外幾個(gè)電池串仍能夠正常工作。
? ? ? 上述是相當(dāng)資料上的說(shuō)明,現(xiàn)在我有以下問(wèn)題請(qǐng)教各位前輩:
? ? ? 1、假設(shè)被旁路掉的電池片(稱壞串)被完全遮擋,意思就是這個(gè)電池串完全到不起發(fā)電的作用,這個(gè)電池串就相當(dāng)于一個(gè)PN結(jié)靜態(tài)狀態(tài),此時(shí)P極多空穴,N極多電子,PN結(jié)簿層有一個(gè)自建內(nèi)電場(chǎng),P側(cè)帶負(fù)電,N側(cè)帶正電,對(duì)外保持電中性,當(dāng)該壞串接入電池組時(shí),其它電池正常發(fā)電,此時(shí)加在這個(gè)壞串上的兩端的電壓有勢(shì)差,即P極電壓高于N極電壓(我想象的,不知道對(duì)不對(duì)),此時(shí)壞串才有可能作為耗電部件存在,有P向N的正向電流通電,耗電發(fā)熱,直到燒掉該壞串?;诖思僭O(shè),旁路二極管才起到旁路的作用,由于旁路二極管電阻與壞串相比可以忽略不計(jì),電流正向?qū)ǎO管相當(dāng)于一要導(dǎo)線把電流從壞串中引流掉,壞串不再工作發(fā)熱。上述理解是否正確,請(qǐng)給于指正。
? ? ?2、請(qǐng)高手解釋一下,N個(gè)電池片串聯(lián)時(shí),電壓等于每個(gè)電池片的兩端電壓之和,假設(shè)低電位端電勢(shì)為零,那就是一個(gè)一個(gè)的池片電壓向高處爬升,如果用PN電池片的原理來(lái)解釋,該怎么解釋啊。現(xiàn)假設(shè)每一塊電池電伏一樣為V第一塊電池片的N極電壓為V0,P端電壓V,那么第二塊電池N端電壓也為V(串聯(lián)),第二塊P端電壓為2V,請(qǐng)解釋一下,第二塊電池的工作原理,假設(shè)不接第三塊了。這個(gè)問(wèn)題很專業(yè),這里有一點(diǎn)資料不知可否用上旁路二極管常用在光伏電池組件上,用串上并聯(lián)旁路二極管的方法來(lái)減輕熱斑的影響。首先來(lái)看看熱斑的形成原理:被遮擋的電池片不再發(fā)電,自身相當(dāng)于一個(gè)消耗電阻;在其兩端產(chǎn)生S-1 片電池片的方向偏壓,如無(wú)旁路二極管保護(hù),則組件電流流過(guò)后將產(chǎn)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(yáng)電池(串)兩端并聯(lián)旁路二極管,旁路二極管開(kāi)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(guò),保證組件工作正常,并保護(hù)了被遮擋的電池片不會(huì)被損壞。即使這樣,被旁路掉的那部分電池串中沒(méi)有被遮蓋的電池片也無(wú)法正常發(fā)電,是一種損失。
? ? 另外,由于旁路二極管是并聯(lián)方式連接在一串電池片兩端,常態(tài)下二極管處于反向截至狀態(tài),反向壓降取決于反向壓降約為:0.5N V(一串電池片的數(shù)量N),由二極管反向電流特性知,二極管反偏時(shí)有漏電流經(jīng)過(guò),此電流很小,一般在微安級(jí)。反向電偏置電壓和溫度對(duì)反向電流的影響。溫度及反向偏置壓降對(duì)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(dǎo)致二極管漏電流的增加。所以理想狀態(tài)下是每片電池片加旁路二極管一只,但在實(shí)際應(yīng)用中,沒(méi)有廠家會(huì)這么做,只能是在在滿足組件使用要求的情況下,統(tǒng)籌考慮每個(gè)旁路二極管旁路的太陽(yáng)電池?cái)?shù)量。這樣以來(lái),對(duì)旁路二極管的性能要求就尤為重要了。

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( 發(fā)表人:何安淇 )

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