¿Qué es un diodo de derivación?
Un diodo de derivación es un componente electrónico típicamente integrado en conjuntos de paneles solares para proteger los paneles sombreados o débiles del sobrecalentamiento y posibles daños. Las matrices de paneles solares funcionan correctamente cuando todas las salidas de los paneles individuales están equilibradas. Si uno o más paneles se sombrean, debilitan o dejan de funcionar y ya no producen esta salida promedio, se produce una condición de sobrecorriente en ellos. Esta condición conduce a puntos calientes en las celdas de los paneles, lo que provoca una caída en la eficiencia general de la matriz y eventualmente conducirá a la destrucción térmica de los paneles no operativos. Un diodo de derivación es un método simple y rentable para evitar que la salida disminuida provoque un sobrecalentamiento, ya que simplemente corta el panel afectado fuera del circuito.
Cuando un panel solar se expone a la luz solar, se convierte en lo que se conoce como polarización directa y transmite su corriente de salida en una dirección específica. En la oscuridad, el panel se polariza inversamente y la corriente puede fluir en la dirección opuesta hacia las celdas y disiparse en forma de calor. Los circuitos del controlador de carga abordan esta situación, lo que garantiza que ninguna energía almacenada en las baterías del sistema fluya de regreso a los paneles por la noche. Cuando una parte de una matriz solar iluminada cae en la sombra o se vuelve defectuosa o débil, surge exactamente la misma condición. Los paneles sombreados dejan de producir corriente y se vuelven parciales.
El problema con este escenario es que el resto de la matriz todavía está empujando la corriente de salida al circuito a diferencia de las condiciones nocturnas donde toda la matriz está inactiva. En esta situación, la corriente de salida fluye hacia atrás en el panel inactivo de manera incontrolada. Esto hace que las células disipen grandes cantidades de energía como calor, lo que conducirá al sobrecalentamiento y a la eventual destrucción térmica del panel. Un efecto adicional de este tipo de salida desequilibrada es una caída general en la eficiencia debido a la pérdida de la salida de las celdas sombreadas y la corriente de trabajo disipada como calor. Una forma barata y sencilla de superar este tipo de situación es la inserción de un diodo de derivación en cada panel.
Para abordar esta situación, se coloca un diodo de derivación en paralelo con cada panel y en una dirección de polarización inversa con su terminal positivo conectado al terminal negativo del panel y viceversa. Si el panel funciona correctamente, el diodo permanece polarizado en sentido inverso y esencialmente inactivo. Si el panel se sombrea o no funciona, invertirá su polaridad y comenzará a extraer corriente en la dirección opuesta. Cuando surge esta condición, la ruta de flujo más fácil ofrecida por el diodo de derivación atraerá la corriente de trabajo alrededor del panel defectuoso hacia el circuito, protegiéndolo efectivamente de una sobrecarga de punto caliente.