Diody bocznikujące, czym są i jaką spełniają funkcję - Sunprofi
Polityka prywatności Aby korzystać z naszej strony musisz zakceptować politykę prywatności oraz RODO.
czytaj więcej
Akceptuj Rezygnuj

Dostarczamy na terenie każdego województwa

+48 577 123 400 sklep on-line

Diody bocznikujące, czym są i jaką spełniają funkcję

Diody bocznikujące, czym są i jaką spełniają funkcję
Opublikowane: 24.08.2021

W przypadku wystąpienia częściowego zacienienia paneli fotowoltaicznych przepływ prądu nie jest taki sam w każdym ogniwie, co skutkuje tym, że w ogniwach zacienionych może nastąpić odwrócona polaryzacja. W takiej sytuacji ogniwa zacienione czerpią energię od sąsiednich, dobrze doświetlonych ogniw i tracą ją w postaci ciepła. Może wtedy dojść do awarii takiego ogniwa w skutek przegrzania – nawet do przepalenia oraz do strat energii w całym systemie fotowoltaicznym.

Do czego służą diody bypass?

Aby wyeliminować opisane wyżej ryzyko, w panelach fotowoltaicznych stosuje się diody bypass zwane po polsku diodami bocznikującymi lub obejściowymi. Obecność takiej diody bocznikujące w module PV sprawia, że prąd przepływa prawidłowo pomijając zacieniony fragment panelu – zacienione ogniwo. Przyczyn zacienienia paneli może być naprawdę wiele. Obok zacienienia stałego, wynikającego z obecności w przestrzeni nieusuwalnych przeszkód, jak okoliczne zabudowania czy inne elementy infrastruktury, możemy mieć do czynienia z zacienieniem okresowym, które łatwo przegapić, jeśli nie konserwujemy instalacji fotowoltaicznej zbyt często, np.: nagromadzenie ptasich odchodów, zasypanie liśćmi.

Kiedy należy zastosować diody bocznikujące?

Diody bocznikujące montowane są w puszkach przyłączeniowych z tyłu panelu fotowoltaicznego, bo taka lokalizacja ułatwia ich wymianę w przypadku uszkodzenia. W przypadku paneli z krzemu krystalicznego stosuje się zazwyczaj 3 diody obejściowe – jedna na podłańcuch złożonych z 20-24 ogniw. Dzięki temu w sytuacji zacienienia części modułu, zostaje wyłączona jedna dana grupa ogniw, a nie cały moduł.

Im więcej diod bocznikujących, tym korzystniejsza sytuacja całego systemu fotowoltaicznego i tym wyższe uzyski energii, ale o tym, ile powinno ich być w konkretnej instalacji, zawsze decyduje się podczas jej projektowania, uwzględniając lokalne nasłonecznienie i warunki terenowe. W przypadku modułów cienkowarstwowych używa się zwykle jednej diody bypass.

Zasada działania diody bocznikującej

Przy normalnym nasłonecznieniu i braku zacienienia prąd płynie przez ogniwa z pominięciem diod. Jeśli jedno z ogniw zostanie zacienione, dioda polaryzuje się w kierunku przewodzenia i prąd może płynąć w obwodzie z pominięciem zasłoniętego ogniwa. Gdy wystąpi zacienienie ogniw w panelu fotowoltaicznym i w systemie pojawi się prąd w kierunku zaporowym, dioda bocznikowa polaryzuje się w kierunku przewodzenia i umożliwia przepływ prądu z niezacienionych paneli fotowoltaicznych. Dioda uruchamia się samoistnie.

W przypadku paneli zamontowanych w ułożeniu poziomym przy pojawieniu się cienia wzdłuż modułu, z uwagi na posiadanie trzech diod bocznikujących, jedynie jedna trzecia modułu zostanie wyłączona.

W przypadku ułożenia pionowego poprzeczny cień spowoduje wyłączenie całego modułu z pracy.

Skutki niezastosowania diody bocznikującej

Brak diod bocznikujących może skutkować:

  • odwróceniem polaryzacji w ogniwach fotowoltaicznych
  • utratą mocy zacienionych ogniw fotowoltaicznych, a co z tym idzie utratą mocy w całej instalacji
  • awarią zacienionych ogniw –  w skutek przegrzania może dojść nawet do przepalenia

Awaria diody bocznikującej – możliwe skutki

Zepsuta dioda bocznikująca może zadziałać w następujący sposób: albo na stałe odłączy fragment modułu fotowoltaicznego, albo nie będzie odłączać go wcale, gdy zajdzie taka potrzeba. To prosta droga do powstawiania mikropęknięć, a następnie hotspotów, co może skutkować przepaleniem się folii, a w konsekwencji w niekorzystnych warunkach może dojść do zwarcia łukowego do ramy, co stwarza zagrożenie bezpieczeństwa.

Dioda bocznikująca – alternatywa

Diody bocznikowe są powszechnie stosowanym i skutecznym rozwiązaniem, ale należy pamiętać, że stosuje się je w modułach połączonych ze sobą szeregowo. Oznacza to, że działa tu zasada najsłabszego ogniwa: zacienienie części modułu lub choćby jednego ogniwa w obrębie panelu blokuje przepływ prądu przez pozostałą część modułu, a to przekłada się na spadek prądu generowanego przez cały system.

Alternatywą dla diod bocznikujących są optymalizatory – urządzenia do śledzenia maksymalnego punktu mocy (MPPT – Maximum Power Point Tracker). Praca tego urządzenia sprawia, że każdy poszczególny ciąg ogniw fotowoltaicznych generuje maksimum mocy bez ingerencji w zdolność produkcyjną innych ciągów ogniw. Skutkuje to wzrostem produkcji energii i eliminuje straty wydajności związane z miejscowym zacienieniem.

Podsumowanie

Diody bocznikujące są niezbędnym elementem systemu fotowoltaicznego, ponieważ chronią instalację przed skutkami zacienienia. Ich brak albo awaria może skutkować odwróconą polaryzacją ogniw, a w konsekwencji utratą mocy zacienionych ogniw fotowoltaicznych i utratą mocy w całej instalacji. W standardowym module PV zacienienie tylko jednego ogniwa powoduje utratę mocy o 33%. Zaledwie 3% zacienienie instalacji może spowodować spadek jej mocy o 25%. Dioda bypass pracuje wtedy ze zwiększonym obciążeniem, przez co spada jej żywotność. Awaria diody bocznikującej może także przyczynić się do awarii instalacji fotowoltaicznej.

Hurtownia fotowoltaiczna

Pracujemy z największymi producentami na świecie co pozwala nam utrzymać najwyższą jakość i jednocześnie konkurencyjne ceny. Nasi klienci mogą liczyć na opiekę posprzedażową min. pomoc techniczną i doborową.

+48 577 123 400

Potrzebujesz hurtowej ilości produktów?

Podaj swój numer telefonu, zadzwonimy do Ciebie i omówimy szczegóły.

Hurtownia fotowoltaiczna

Pracujemy z największymi producentami na świecie co pozwala nam utrzymać najwyższą jakość i jednocześnie konkurencyjne ceny. Nasi klienci mogą liczyć na opiekę posprzedażową min. pomoc techniczną i doborową.

+48 577 123 400

Potrzebujesz hurtowej ilości produktów?

Podaj swój numer telefonu, zadzwonimy do Ciebie i omówimy szczegóły.