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被遮挡的电池片不再发电,自身相当于一个消耗电阻;在其两端产生S-1 片电池片的方向偏压,如无旁路二极管保护,则组件电流流过后将产生热量。组件的正向I-V特性曲线和被遮挡的电池片的反向I-V特性曲线相交出形成的阴影为电池片的最大消耗功率。功率加下图所示: 如在太阳电池(串)两端并联旁路二极管,则: 旁路二极管开始工作,将被遮挡的一串电池片旁路掉, 组件电流从旁路二极管流过,保证组件工作正常,并保护了被遮挡的电池片不会被损坏。即使这样,被旁路掉的那部分电池串中没有被遮盖的电池片也无法正常发电,是一种损失。 另外,由于旁路二极管是并联方式连接在一串电池片两端,常态下二极管处于反向截至状态,反向压降取决于反向压降约为:0.5N V(一串电池片的数量N),由二极管反向电流特性知,二极管反偏时有漏电流经过,此电流很小,一般在微安级。反向电偏置电压和温度对反向电流的影响。如下图(某旁路二极管VR-IR 特性曲线)所示: 由曲线,很明显得可以看到,温度及反向偏置压降对IR 的影响;温度升高使得IR 成倍地升高,同样,反向压降的增加可以导致二极管漏电流的增加。所以理想状态下是每片电池片加旁路二极管一只,但在实际应用中,没有厂家会这么做,只能是在在满足组件使用要求的情况下,统筹考虑每个旁路二极管旁路的太阳电池数量。 这样以来,对旁路二极管的性能要求就尤为重要了。由于大多数二极管安装在接线盒内,盒内受有限的散热空间及接线盒结构和材料的限制,要求二极管的热性能一定要好,关于二极管的热性能,IEC61215 10.18节有旁路二极管热性能试验专门介绍。热斑发生时,组件电流基本上都流经旁路二极管,有电流流过就会有热产生,同时,由 于接线盒内的二极管发热也对接线盒提出了要求: 接线盒要具备好的耐热和好的散热特性。下式为计算二极管结温: 计算式中: Tj:二极管结温; Tcase:二极管壳温; RTHjc:二极管热阻 UD:二极管两端压降 ID:流经二极管电流 由上式可见,从二极管本身看,二极管的热性能与其封装形式、正向导通压降、热阻系数、流经电流有直接关系。 出于对二极管的热性能考虑,对于二极管的选择,个人认为主要参数要遵循一下几点: 1、热阻系数小越小越好; 2、正向压降越小越好; 3、正向耐电流越大越好; 4、反向电流越小越好; 5、温度特性曲线要好; 6、ESD性能要好(参照IEC61000-4-2静电放电抗扰度试验标准); 另外,旁路二极管在接线盒内的安装,限于接线盒内的空间和环境,从接线盒方面考虑,主要考虑如何将热量传导出去: 1、二极管选择管脚焊接方式安装,管脚大面积接触导热体散热效果会好于点接触的插装二极管; 2、接线盒内灌灌封胶体,增强散热性能,此时,导热体、密封胶均能够对二极管热量起到传到作用。 |