Hvad er en bypass-diode?
En bypass-diode er en elektronisk komponent, der typisk er indbygget i solpanelarrays for at beskytte skraverede eller svage paneler mod overophedning og potentiel skade. Solpanelarrays fungerer korrekt, når alle de individuelle paneleudgange er afbalancerede. Hvis et eller flere paneler bliver skraverede, svage eller uvirksomme og ikke længere producerer dette gennemsnitlige output, forårsages der en overstrømstilstand i dem. Denne tilstand fører til hot spots i panelcellerne, hvilket medfører et fald i den samlede array-effektivitet og vil til sidst føre til termisk ødelæggelse af de ikke-operationelle paneler. En bypass-diode er en enkel og omkostningseffektiv metode til at undgå formindsket output fra at forårsage overophedning, da det simpelthen skærer det berørte panel ud af kredsløbet.
Når et solpanel udsættes for sollys, bliver det det, der er kendt som forspændt fremad, og transmitterer dens udgangsstrøm i en bestemt retning. I mørket bliver panelet omvendt forspændt, og strøm kan strømme i den modsatte retning tilbage ind i cellerne og spredes som varme. Denne situation løses af kredsløbet på ladestyringen, som sikrer, at ingen energi, der er lagret i systembatterierne, strømmer tilbage til panelerne om natten. Når en del af et belyst solarray falder i skygge eller bliver defekt eller svag, opstår nøjagtigt den samme tilstand. De skraverede paneler holder op med at producere strøm og bliver omvendt partiske.
Problemet med dette scenarie er, at resten af matrixen stadig skubber udgangsstrøm ind i kredsløbet i modsætning til natforhold, hvor hele matrisen er sovende. Denne situation ser udgangsstrømmen flyde tilbage i det sovende panel på en ukontrolleret måde. Dette får cellerne til at sprede store mængder energi som varme, hvilket vil føre til overophedning og eventuel termisk ødelæggelse af panelet. En yderligere effekt af denne form for ubalanceret output er et samlet fald i effektivitet på grund af tabet af de skraverede celler output og arbejdsstrøm spredes som varme. En billig og enkel måde at overvinde denne type situation er indsættelse af en bypass-diode på tværs af hvert panel.
For at imødegå denne situation anbringes en bypass-diode parallelt med hvert panel og i en omvendt forspændt retning med dens positive terminal fastgjort til panelets negative terminal og vice versa. Hvis panelet fungerer korrekt, forbliver dioden omvendt forspændt og hovedsagelig sovende. Hvis panelet bliver skraveret eller på anden måde ikke-funktionelt, vil det vende sin polaritet og begynde at trække strøm i den modsatte retning. Når denne tilstand opstår, vil den lettere strømningsvej, der tilbydes af bypass-dioden, trække arbejdsstrømmen omkring det defekte panel tilbage i kredsløbet, der effektivt beskytter den mod en varm overbelastning.