O que é um diodo de derivação?

Um diodo de derivação é um componente eletrônico normalmente construído em matrizes de painéis solares para proteger painéis sombreados ou fracos de superaquecimento e possíveis danos. As matrizes do painel solar funcionam corretamente quando todas as saídas individuais dos painéis estão balanceadas. Se um ou mais painéis ficarem sombreados, fracos ou inoperantes e não produzirem mais essa saída média, uma condição de sobrecorrente será causada neles. Essa condição leva a pontos quentes nas células dos painéis, o que causa uma queda na eficiência geral da matriz e, eventualmente, leva à destruição térmica dos painéis não operacionais. Um diodo de derivação é um método simples e econômico de evitar que a saída diminuída cause superaquecimento, pois simplesmente corta o painel afetado para fora do circuito.

Quando um painel solar é exposto à luz solar, torna-se o que é conhecido como polarização direta e transmite sua corrente de saída em uma direção específica. No escuro, o painel torna-se polarizado inversamente e a corrente pode fluir na direção oposta de volta para as células e ser dissipada como calor. Essa situação é tratada pelo circuito do controlador de carregamento, que garante que nenhuma energia armazenada nas baterias do sistema flua de volta para os painéis à noite. Quando uma parte de um painel solar iluminado cai na sombra ou se torna defeituosa ou fraca, ocorre exatamente a mesma condição. Os painéis sombreados param de produzir corrente e tornam-se polarizados inversamente.

O problema com esse cenário é que o restante da matriz ainda está empurrando a corrente de saída para o circuito, diferente das condições noturnas em que a matriz inteira está inativa. Essa situação vê a corrente de saída fluindo de volta para o painel inativo de maneira descontrolada. Isso faz com que as células dissipem grandes quantidades de energia como calor, o que levará ao superaquecimento e eventual destruição térmica do painel. Um efeito adicional desse tipo de saída desequilibrada é uma queda geral na eficiência devido à perda da saída das células sombreadas e da corrente de trabalho dissipada como calor. Uma maneira barata e simples de superar esse tipo de situação é a inserção de um diodo de desvio em cada painel.

Para resolver essa situação, um diodo de derivação é colocado em paralelo com cada painel e em uma direção polarizada reversa, com seu terminal positivo conectado ao terminal negativo do painel e vice-versa. Se o painel estiver funcionando corretamente, o diodo permanecerá com polarização reversa e essencialmente inativo. Se o painel ficar sombreado ou não funcionar, ele reverterá sua polaridade e começará a puxar a corrente na direção oposta. Quando essa condição ocorre, o caminho de fluxo mais fácil oferecido pelo diodo de desvio atrai a corrente de trabalho ao redor do painel defeituoso de volta ao circuito, protegendo-o efetivamente de uma sobrecarga de ponto quente.