Construcción de sistemas fotovoltaicos

Diodos de derivación: ¿por qué son tan importantes?

Hoy en día los módulos fotovoltaicos suelen tener diodos de derivación. Estos garantizan una mayor eficiencia en caso de sombreado y suciedad. También son importantes para la eficiencia y la longevidad de los módulos fotovoltaicos. Puede encontrar todo sobre los diodos de derivación aquí.

Lo primero es lo primero

¿Qué es eso?

Un diodo de derivación protege las células solares contra daños causados por sombreado parcial al redirigir el flujo de corriente.

Desventajas de los diodos de derivación

Los diodos de derivación no son una solución para el sombreado permanente y regular. 

¿Cuántos diodos de derivación?

Un módulo solar normalmente tiene tres diodos de derivación. Algunos modelos también tienen dos, cuatro o seis diodos.

¿Qué alternativas?

Si hay sombreado permanente, se deben utilizar optimizadores de potencia o inversores de módulos.  

¿Qué es un diodo de derivación? 

El diodo de derivación es un componente importante en los módulos fotovoltaicos y sirve como medida de protección. Dirige el flujo de electricidad alrededor de áreas con menor potencia. Esto garantiza que las células solares defectuosas o no irradiadas no afecten la producción general de energía del módulo.

¿Todos los módulos fotovoltaicos tienen diodos de derivación?

Hoy en día, la mayoría de los módulos solares tienen diodos de derivación como estándar. Hasta ahora se utilizaban diodos Schottky para esta tarea. Sin embargo, no son tan eficientes para su uso en módulos fotovoltaicos. 

¿Puede puentear diodos? modernización

En principio, es posible instalar diodos de derivación, pero esto puede anular la garantía de los módulos fotovoltaicos. Si insiste, contrate a un instalador solar experimentado. 

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¿Cuál es la función de un diodo de derivación?

El diodo de derivación une áreas en el módulo fotovoltaico que no generan energía debido al sombreado o la contaminación. Esto evita sobrecalentamiento y defectos en el módulo solar, así como pérdidas de rendimiento. 

Reducción de pérdidas por sombreado

Normalmente se utilizan tres diodos de derivación por módulo fotovoltaico, dividiéndolo en tres secciones. Si una parte del módulo solar está sombreada o sucia, el flujo de corriente se desvía. Esto reduce la Pérdidas por sombreado significativamente, como lo muestra la siguiente figura. 

¿Cómo funciona exactamente este proceso?

En absoluto células solares Se aplica un voltaje positivo para minimizar las pérdidas por sombreado. Si una celda está sombreada, se crea un voltaje negativo. Esto hace que el diodo de derivación redirija el flujo de corriente. Esto permite que las celdas restantes conduzcan toda su corriente. Tan pronto como la corriente extraída del módulo fotovoltaico es lo suficientemente baja, el diodo de derivación se apaga.

Cómo evitar los puntos calientes

Al redirigir el flujo de corriente, no se producen sobretensiones en las células solares. De esta forma, los diodos de bloqueo evitan la formación de los llamados Puntos calientes. Estos ocurren cuando las células afectadas experimentan un aumento en la resistencia interna. Esto produce una concentración de corriente en unas pocas celdas, lo que produce sobrecalentamiento y posible fusión.

¿Cómo funciona un diodo de derivación?

En el funcionamiento sin problemas, los diodos de bloqueo están polarizados en dirección opuesta. Esto significa que los diodos de derivación permanecen inactivos si no hay problemas en la cadena del módulo. Es importante que las células solares individuales no se puenteen durante el funcionamiento normal. De lo contrario, las ganancias se reducirán. Los diodos de derivación solo se activan cuando ocurre un problema. Este activación Se produce automáticamente debido a los altos niveles de voltaje.

Cuando una célula solar se ve sombreada o su rendimiento disminuye, los electrones no pueden fluir a través de ella de manera eficiente. Esto crea un "atasco de electrones" y el Tensión se levanta. Tan pronto como el voltaje o la corriente son demasiado altos, el diodo de derivación se enciende. Luego, la corriente se desvía a través del diodo de bloqueo en lugar de a través de la célula solar.

¿Cuántos diodos de derivación tiene un módulo solar?

La mayoría de los módulos solares tienen tres diodos de derivación, en casos raros dos, cuatro o seis. Estos no pueden unir células solares individuales, sino combinar varias células. Aunque aumentan la potencia de salida cuando las células fallan, no pueden compensar completamente las interrupciones operativas.

¿Qué sucede si un diodo de derivación está defectuoso?

Si un diodo de derivación en un módulo fotovoltaico está defectuoso, una de las tres cadenas del módulo se apaga. Esto reduce el rendimiento del módulo en un tercio. Este Disminución de las ganancias Se puede observar en la curva de rendimiento de una cadena con buenas condiciones de irradiación cuando se ven afectados varios módulos. Sin embargo, es difícil detectar un defecto en todo el sistema fotovoltaico. 

Por esta razón, una mantenimiento regular Importante para los sistemas solares. En esta prueba, se alimenta corriente en sentido inverso para probar el sistema fotovoltaico. Se aplica una corriente en la oscuridad y se comprueba si las células solares individuales se calientan. Si este es el caso, el diodo de derivación no funciona. Esto indica un defecto que requiere reemplazar el diodo.

¿Se puede reemplazar un diodo de derivación roto?

Los diodos de derivación defectuosos se pueden reemplazar. Reemplazar o reparar un diodo de derivación en un sistema fotovoltaico requiere experiencia técnica, habilidades y el uso de herramientas especiales. Por razones de seguro y seguridad, debe dejar esta tarea a un instalador solar profesional.

¿Cuáles son las limitaciones de los diodos de derivación y cuáles son las alternativas?

Los diodos de derivación solo están destinados al sombreado temporal, por ejemplo, debido a la nubosidad. Si hay sombreado permanente, necesitará un optimizador de energía, un inversor multicadena o un inversor modular. Los inversores deben tener un rastreador MPP. 

  • Los optimizadores de energía utilizan un convertidor de voltaje CC/CC para ajustar los puntos de funcionamiento de los módulos solares y maximizar su producción de energía. Esto se consigue variando continuamente la potencia en relación con la potencia de entrada.
  • Con un Inversor multistring Puede dividir el sistema fotovoltaico en dos áreas (o más, dependiendo del número de entradas). De esta forma la parte sombreada del sistema no afecta el rendimiento del área no sombreada. 
  • Si solo están sombreados módulos individuales, puede utilizar un inversor de módulos. Esto encapsula el módulo sombreado del sistema fotovoltaico para que no afecte el rendimiento del sistema. 

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