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术语表 · 光伏

旁路二极管

在光伏组件中与一组电池片并联的二极管,让组串电流绕过被遮挡或故障的电池片,防止热斑。

在组串中,每片电池通过的电流都相同。如果某片电池被遮挡,产生不了这么大的电流,就会被其他电池片强制反偏,把它们的功率变成热量消耗掉。这种热斑温度可能超过 100–150 °C,损坏封装材料和背板,极端情况下还会引发火灾。

旁路二极管可以防止这种情况。典型组件的接线盒里有三个二极管,每个保护一个 20–24 片电池的子串(半片组件中保护一对子串)。当子串中某片电池被遮挡到子串电压变负时,二极管正向导通,电流绕过这个子串。

  • 被旁路的子串没有贡献,组件损失约三分之一的功率和电压,但组串其余部分照常发电。
  • 采用肖特基二极管,正向压降约 0.4–0.5 V,可以减少接线盒发热。
  • 二极管可能开路失效(失去保护)或短路失效(永久去掉一个子串),通过红外热成像和 I-V 曲线测试可以发现。

二极管导通会让阵列功率–电压曲线出现多个局部极大值,所以逆变器需要全局扫描式 MPPT 来找到真正的峰值。半片组件分为上下两半并联工作,减轻了行边缘遮挡的影响。优化器等组件级电力电子设备是旁路二极管的补充,不能取代它。

相关术语

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  • 组串(光伏)

    串联连接的一组光伏组件,电压相加,电流仍等于单块组件的电流。

  • MPPT(最大功率点跟踪)

    逆变器或充电控制器中的控制算法,持续调整工作电压,让光伏阵列输出最大可用功率。

  • 功率优化器

    组件级 DC-DC 变换器,跟踪每块组件的最大功率点,并在输入组串式逆变器前调理其输出。

  • 微型逆变器

    安装在一块或几块光伏组件背后的小型逆变器,在组件级把直流转换为交流,并独立做最大功率点跟踪。

  • 积灰损失

    灰尘、花粉、鸟粪、积雪等沉积物遮挡光线照到电池片或反射镜上,造成的光伏或光热发电量下降。