Sind Sperrdioden für Solarpanels notwendig?

In einer Solaranlage für Privathaushalte werden Bypass-Dioden verwendet, wenn die Module in Reihe geschaltet sind, um zu verhindern, dass ein abgeschattetes Modul effektiv zu einem großen Widerstand wird. Sperrdioden verhindern, dass Strom parallel zu einer Last oder einer anderen Reihe von Panels in ein Panel (oder eine Reihe von Panels) zurückfließt. Soweit ich weiß, wurden diese in den dunklen Zeiten (Wortspiel beabsichtigt) der Solarenergie verwendet, als die Leute den Strom aus dem Panel direkt in eine Batteriebank entleerten und nicht wollten, dass nachts das Gegenteil passiert.

Installieren Installateure normalerweise Sperrdioden für PV-Module parallel, z. B. mit einem String-Wechselrichter?

Paralleles Solarpanel-Array

Der Wechselrichter richtet offensichtlich keinen Strom gleich, sodass die Panels keinen Strom von der AC-Seite beziehen können, aber ich mache mir beispielsweise Sorgen darüber, ob Panel 1 eine etwas höhere Spannung als Panel 2 hat und in Panel 1 etwas Strom erzeugt wird dadurch von Panel 2 versenkt.

In diesem Fall arbeite ich mit "identischen" Panels (gleicher Hersteller und gleiches Modell und wahrscheinlich ungefähr am gleichen Datum in der gleichen Anlage hergestellt).

Eine photovoltaische Solarzelle ist eine Diode und zeigt in die falsche Richtung. Ich weiß nicht viel über netzgekoppelte Wechselrichter, aber wenn Sie ein Solarpanel ohne Sperrdiode direkt an eine Batterie anschließen, entlädt das Solarpanel die Batterie, wenn die Sonne nicht scheint.
@jameslarge Ja, es ist eine Fotodiode, was bedeutet, dass ein Rückwärtsleckstrom vorhanden ist, aber netzgebundene Wechselrichter lassen keinen Rückfluss zu. Es gibt keinen Energiespeicher.

Antworten (1)

Sie sind erforderlich. Wenn das Panel schattiert wird, wird es als DUNKEL betrachtet. Wenn das Panel verschmutzt ist, ist es dunkel. Was passiert, ist, dass Ihre erzeugte Spannung einen PATH zum anderen Panel hat. Die Dioden blockieren diese Aktion und lassen Strom nur in eine Richtung fließen.

Diese Sperrdioden, auch Reihendiode oder Isolationsdiode genannt, sorgen dafür, dass der elektrische Strom nur in einer Richtung „OUT“ der Reihenschaltung zur externen Last, Steuerung oder Batterien fließt.

Der Grund dafür besteht darin, zu verhindern, dass der Strom, der von den anderen parallel geschalteten PV-Modulen im selben Array erzeugt wird, durch ein schwächeres (schattiertes) Netz zurückfließt, und auch zu verhindern, dass sich die voll geladenen Batterien nachts entladen oder durch das Array zurückfließen. Wenn also mehrere Solarmodule parallel geschaltet werden, sollten Sperrdioden in jedem parallel geschalteten Zweig verwendet werden.

Auszug oben von hier ^

Anschließen von Sonnenkollektoren / Zellen

Nach meinem Verständnis ist die Spannung relativ gleichgültig gegenüber der Bestrahlung. Der Strom steigt proportional, aber ein Panel mit weniger Lichteinfall erzeugt immer noch die gleiche Spannung (was ich auch experimentell getestet habe). Aus diesem Grund möchte ich wissen, was Installateure tatsächlich praktizieren, wenn sie parallele Panels installieren (was ich in meiner Frage aktualisieren werde).
@HariGanti, hast du die Leerlaufspannung getestet? oder hast du die Spannung unter Last gemessen?
@jameslarge Es war Voc. Ich habe im Moment kein gutes Lasttest-Setup, aber ich habe auch Isc getestet. Beide Panels, die ich habe, lagen innerhalb von 5% der Werte des anderen.
@HariGanti Stellen Sie sich Ihre Solarzellen ein bisschen wie Batterien vor. In Serie erhöht man die Spannung, parallel erhöht man den Strom. Ein Panel kann mehrere Zellen in Reihe haben, um die gewünschte Spannung zu erhalten, und möglicherweise Zellen parallel, um die Stromstärke zu erhalten. Wenn das Licht zunimmt, bleibt die Spannung konstant und der Strom steigt. Unterbrechungs- oder Lasttests ändern nicht die Physik ihrer Funktionsweise. Unter Last hat man natürlich einen kleinen Spannungsabfall, Ohmsches Gesetz. Siehe meinen zusätzlichen Link in der obigen Antwort.
@Ken Ich verstehe den photoelektrischen Effekt ziemlich gut, aber es ist etwas ungenau, sie wie Batterien zu betrachten. Ich verstehe auch, was Dioden tun, aber dies befasst sich mit dem Problem des Dunkelstroms durch das Panel, das mit dem Rückstrom durch eine Diode zusammenhängt. Panels können nachts Strom aus Batterien beziehen, wenn sie einfach an sie angeschlossen werden, aber nicht von einem Mikro-Wechselrichter. Nur weil ein Panel weniger Strom erzeugt, ist es nicht ein Pfad mit niedrigerer Impedanz für das Panel mit höherem Strom. Aus diesem Grund habe ich es nicht als akzeptierte Antwort markiert.
@HariGanti Ihr Bild zeigt keine Mikrowechselrichterinstallation, sondern einen Zentralwechselrichter. Wenn Sie einen Mikro-Wechselrichter verwenden, brauchen Sie die Sperrdioden nicht, der Mikro-Wechselrichter kümmert sich darum. Eine kurzgeschlossene (sogar tote) Batterie entlädt eine gute Batterie, ähnlich wie die Diode, die Strom aus den Batterien verbraucht, ein Shunt ist. Ich habe diese Analogie verwendet, weil sie leicht zu verstehen ist, anstatt die Durchbruchspannungen von Dioden zu diskutieren. In Ihrem Bild lädt das schattierte Panel das andere Panel (Sie verlieren Leistung). Die Sperrdiode verhindert, dass diese Last vom anderen Panel "gesehen" wird.
Ich nehme an, die Terminologie hier ist irgendwie komisch. Der Wechselrichter ist technisch gesehen ein Mikro-Wechselrichter (ein 250-W-On-Panel-Gerät), aber ja, ich verwende ihn als String-Wechselrichter. Gut zu klären. Es ist auch nicht die Durchbruchspannung, die einen Rückstrom (oder Dunkelstrom) zulässt, sondern die Art der Fotodiode selbst. Der Zusammenbruch ist ein anderes, typischerweise sehr schlimmes Phänomen. Unabhängig davon bleibt die Frage offen, ob Sperrdioden in String-Wechselrichter-Installationen üblicherweise verwendet werden oder nicht.
Um die Frage zu beantworten, ja, Sperrdioden werden immer noch in parallelen Panel-Setups verwendet. Die Dioden erhöhen den Gesamtwirkungsgrad eines Panels in direktem Sonnenlicht im Vergleich zu einem schattierten Panel, das unterschiedliche Spannungen erzeugt, sodass ein Teil der Energie auf dem schattierten Panel verschwendet wird, wenn keine Sperr- oder Isolationsdioden verwendet werden. Das letzte System, das ich installiert habe, verwendete Mikro-Wechselrichter an jedem Panel. Die Gesamtkosten waren ähnlich wie bei einem großen Wechselrichter, aber jetzt gibt es 15 Wechselrichter, die ausfallen können. Der Vorteil war eine kleinere Verkabelung und eine hohe Ausgangsspannung, sodass Spannungsabfälle kein Problem waren. Bei parallelen Panels werden Dioden benötigt.
@HariGanti in String-Wechselrichter-Installationen lautet die Antwort: Ja, es sind Sperrdioden erforderlich. Der Zweck der Dioden besteht nicht nur in der Batterieentladung, sondern auch in einem parallelen Aufbau mit teilweisem oder dunklem Panel. Mikrowechselrichter sind anders, die Elektronik befindet sich tatsächlich in dieser Box, um teilweise und dunkle Situationen zu bewältigen, wie sie sich in jedem Panel befinden. Wie oben von Ed kommentiert, installierte er Mikrowechselrichter und sie benutzten sie immer noch. Mikro-Wechselrichter wandeln am Panel in Wechselstrom um und kombinieren alles am Leistungspanel, während die anderen Methoden Panels [DC] kombinieren und dann an einem einzigen Punkt in Wechselstrom umwandeln.
@HariGanti, nur um mit einem weiteren Punkt abzuschließen - ich habe Studien gesehen, die zeigen, dass MicroInverter tatsächlich 3% weniger effizient sind als nur ein zentrales System zu betreiben.
@Ken Ich glaube, es hängt ziemlich stark von Ihrem Setup ab. In meinem Fall ist ein Zentralwechselrichter deutlich teurer.
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