太阳能电池阵列、光伏模块与光伏发电机技术解析
1. 太阳能电池串联连接
1.1 热点问题
在光伏模块中,当串联的太阳能电池组里只有一个电池受光较少时,它需要耗散其余电池产生的部分功率,这种现象被称为“热点”问题。
1.2 串联电池组中的旁路二极管
串联太阳能电池时,可用电流受光照较少的电池限制。若有一个电池完全处于黑暗中或发生故障,会导致该电池开路,进而使整个串联组开路。为避免这种情况,可使用旁路二极管,它可跨接在每个太阳能电池或部分串联组上。
示例 4.1
假设一个由 12 个相同太阳能电池组成的串联组,其中第 6 个电池完全被遮挡。为避免该组完全失去发电能力,按图 4.5 所示,将一个二极管反向跨接在故障电池上。
*bypass.cir
(此处应包含具体的 netlist 内容,但原文未详细给出,仅提及在 Annex 4 中)
旁路二极管连接在串联组的节点 (53) 和 (55) 之间。结果如图 4.6 所示,对比了所有电池在 1000 W/m²光照下的太阳能电池阵列的 I - V 特性,以及第 6 个电池完全被遮挡并由二极管旁路后的同一阵列的 I - V 特性。可以看到,总最大电压为 5.5 V,而不是约 7 V。
图 4.7 显示了旁路二极管的电压,在探索范围内从 0.871 V 到 - 0.532 V,以及功率耗散,在大多数电压范围内取值为 3.74 W。这两条曲线有助于正确确定二极管的尺寸。
结论:当一个电池处于黑暗中时,旁路二极管可以保证阵列
太阳能电池与光伏模块技术解析
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