Güneş Panellerinde Kullanılan Bypass Diyotlar

Yenilenebilir enerji kaynakları içinde uygulama alanı en geniş olan sistem kuşkusuz güneş enerji sistemlerdir. Güneş ışınları ile elektrik üretip kullanma basit ve ucuz bir yoldur. Ancak gölgeli bir zamanda enerji kaybı çok fazla olmaktadır. Bu kaybı önlemek için Bypass diyotları kullanılmaktadır. Panellerde kullanılan Bypass diyotlarının ne olduğunu ve nasıl kullanıldığını sizler için inceledik.

A- A+

10.08.2016 tarihli yazı 38196 kez okunmuştur.

Güneş paneli, hücrelerden oluşur ve hücreleri oluşturmak için de yarı iletken malzemeler kullanılmaktadır. Panellerin güneş ışınlarını daha verimli absorbe etmesi adına anti-yansıtıcı kaplamadan yararlanılır. Tipik olarak panellerde 24 ile 72 hücre kullanılır. Güneş panelleri, güneşin ısısıyla değil fotonlarla çalışmaktadır. Güneş ışınları hücrelerin üzerine düştüğü zaman 0.58 V üretilir. Akım ışınların şiddetine göre değişim göstermektedir. Her hücrenin bir iç direncini vardır. Hücreler hemen hemen sabit gerilim üretirken, akım değişkenlik göstermektedir.

Şekil 1: FV panellerin yapısı

►İlginizi Çekebilir: Güneş Enerjisinden Nasıl Elektrik Elde Edilir?

Güneş hücrelerinden belirli bir gerilim elde etmek için seri veya paralel olarak bağlanır. Bu panellere her zaman aynı güneş ışığı gelmez. Belirli bir gölgeleme durumunda panel gücünde düşme olur. Bu düşümü önlemek için "Bypass Diyotlar" kullanılır. Bypass diyotlar, gölgeli bir durumda aktifleşerek iletime geçer. Akım, diyotlar üzerinden akarak panel gücünde azalma engellenmiş olur. Bypass diyotlar güneş panelinin pozitif ve negatif çıkış terminalleri arasına ters yönlü olarak bağlanır ve çıkış üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Düşük direnç etkisi göstererek akım akmasını sağlar. İdeal olarak her bir hücreye bağlanması gereken bypass diyot, maliyeti artırdığı için panel çıkışlarına bağlanmaktadır.

İki tip bypass diyot kullanılır;

► P-N polarmalı
► Schottky diyot

P-N polarmalı diyotların iletime geçiş gerilimi 0,7 Volt, Schottky diyot içinse 0,4 Volt'tur. Hücrelerden biri tamamen güneş altında ise kısa devre akımı ileri yönlü olur ve gerilim yaklaşık olarak 0,6 Volt olarak ölçülür. Bypass diyotlar iki nedenden ötürü kullanılmaktadır.

► Bypass diyotlar ile sistem performansının artırılması,
► Ürün güvenliğini sağlanmasıdır.

Güneş Paneli Üzerinde Çıkış Gerilimi Hesabı

Güneş paneli hücresinin iç yapısı Şekil 2'de gösterildiği gibidir. R_s iç direnci, R_p ise paralel kaçak akımı ifade etmektedir. Bir hücrenin gölgeli bir durumunda bir meydana gelen çıkış gerilimindeki düşüm aşağıdaki formül ile ifade edilir.

Vg=V(n-1)-(Rp+Rs).I

Şekil 2: FV hücrenin iç yapısı

V_g=gölgeli durumdaki çıkış voltajı

V(n-1)= ((n-1)/n)xV

Blokaj Diyotları

Paneller birden fazla paralel bağlanarak büyük gruplar oluşturulur. Gölge durumunda mevcut panel, diğer panelden akım çeker ve bu panellerde ısınma meydana gelir. Bunun çözümü Blokaj Diyotlar kullanılmasıdır. Blokaj diyotların diğer görevi, akünün deşarj olup panellere gelebilecek ters akıma karşı bir koruma sağlamasıdır. Blokaj diyotlar ve Bypass diyotlar fiziksel olarak aynıdır. Ancak farklı kullanımları mevcuttur. Blokaj diyotlar panellere seri bağlanır.