สำหรับการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยไม่มีการเคลื่อนไหวทางกลใดๆ แผงโซลาร์เซลล์จะถูกใช้เนื่องจากมีเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อถูกแสง จุดสำคัญที่เกี่ยวข้องกับ PV ก็คือมันทำงานโดยใช้แสงไม่ใช่ความร้อน ดังนั้นเซลล์ PV เย็นจึงมีประสิทธิภาพมากกว่า
บทบาทของบายพาสไดโอดในแผงโซลาร์เซลล์และอาร์เรย์
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ และเซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นโดยชั้นของเซมิคอนดักเตอร์ ชั้นประเภท N และประเภท P ถูกสร้างขึ้น และอิเล็กตรอนส่วนเกินจะถูกสร้างขึ้นโดยวิธีที่ชั้นหนึ่งได้รับการบำบัดด้วยสาร และส่งผลให้เกิดชั้นประเภท N หากชั้นอื่นสร้างการขาดอิเล็กตรอน จะส่งผลให้เกิดชั้นชนิด P
การใช้ไดโอดในเซลล์แสงอาทิตย์
ไดโอดจะทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ทางเดียวเสมอ ซึ่งหมายความว่ากระแสสามารถไหลผ่านได้ก็ต่อเมื่อเชื่อมต่อในทิศทางไบแอสไปข้างหน้าเท่านั้น ข้อได้เปรียบหลักของไดโอดคือการบล็อกกระแสที่มาจากส่วนต่างๆ ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการสูญเสียใดๆ และไดโอดนี้เรียกอีกอย่างว่าบล็อกไดโอด ไดโอดแยก PN และไดโอดกั้นชอตกีเป็นไดโอดที่ได้รับความนิยมมากที่สุดและใช้เป็นไดโอดบายพาสเนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีที่สุด:
แผงโซลาร์เซลล์พร้อมบายพาสไดโอด
บายพาสไดโอดโดยหลักแล้วจำกัดการไหลของกระแสไปยังเซลล์ที่ได้รับแสงในปริมาณที่เพียงพอ และส่งผ่านไปยังเซลล์ที่ได้รับแสงในปริมาณค่อนข้างน้อย ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เซลล์นั้นได้รับความเสียหาย:
ไดโอดบายพาสเชื่อมต่อแบบขนานกับเซลล์ PV ไดโอดเหล่านี้ใช้เพื่อปิดกั้นกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจากเซลล์ที่มีการสัมผัสอย่างดี เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไป และเกิดการเหนื่อยหน่าย และจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับเซลล์ที่มีร่มเงาบางส่วน
ในกรณีนี้ มีเมฆบนเซลล์ 2 เนื่องจากร่มเงานี้ จึงกลายเป็นภาระแทนการผลิตไฟฟ้า ในที่นี้บายพาสไดโอดจะเริ่มบทบาทและเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้า และจะรักษาสายของเซลล์ PV รูปด้านล่างแสดงการทำงานของบายพาสไดโอดในกรณีมีเมฆ
แผงโซลาร์เซลล์แบบไม่มีบายพาสไดโอด
รูปด้านล่างแสดงสตริงของเซลล์ PV ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยไม่มีบายพาสไดโอด เซลล์สามเซลล์เรียงต่อกัน ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตของเซลล์เหล่านี้จึงได้รับเป็น:
เซลล์แสงอาทิตย์ทั้งสามเซลล์กำลังผลิตพลังงานพิกัดเป็นกระแสและโวลต์ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ซึ่งหมายความว่าเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดทำงานได้อย่างไร้ที่ติ ทั้งในการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน กำลังเสริม ในหน่วยแอมแปร์และโวลต์ เราจะได้กำลังไฟฟ้าพิกัดสูงสุดในอุดมคติ
เมื่อไม่มีบายพาสไดโอด เซลล์หนึ่งจะถูกเมฆปกคลุม กระแสทั้งหมดเริ่มไหลผ่านเซลล์ที่ขุ่นมัว ซึ่งส่งผลให้กระจายความร้อนมากเกินไปและอาจทำให้ไหม้ได้ เซลล์ปกติที่ไม่มีเฉดสีจะพยายามต่อต้านแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงที่เซลล์ที่แรเงาโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ผลก็คือ เซลล์ PV ที่แรเงาที่ได้รับผลกระทบจะมีอคติย้อนกลับและพบกับแรงดันไฟฟ้าลบที่ข้ามขั้วของพวกมัน
บทสรุป
แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า โดยจะเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้าโดยไม่มีการเคลื่อนไหวทางกลใดๆ การปิดกั้นและการบายพาสเป็นสองส่วนหลักที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดปิดกั้นทำหน้าที่เป็นสวิตช์ทาง และไดโอดบายพาสจะป้องกันเซลล์ PV จากกระแสเกิน และจ่ายกระแสให้กับเซลล์ที่ถูกแรเงาบางส่วน