¿Son necesarios los diodos de bloqueo para los paneles solares?

En una matriz solar residencial, los diodos de derivación se utilizan cuando los paneles están en serie para evitar que un panel sombreado se convierta efectivamente en una gran resistencia. Los diodos de bloqueo evitan que la corriente regrese a un panel (o serie de paneles) en paralelo con una carga u otra serie de paneles. Por lo que entiendo, estos se usaron en la edad oscura (juego de palabras) de la energía solar cuando la gente descargaba la electricidad del panel directamente en un banco de baterías y no quería que sucediera lo contrario por la noche.

¿Los instaladores suelen instalar diodos de bloqueo para paneles fotovoltaicos en paralelo, como con un inversor de cadena?

Matriz de paneles solares en paralelo

Obviamente, el inversor no rectifica la corriente, por lo que los paneles no pueden extraer energía del lado de CA, pero me preocupa, por ejemplo, si el Panel 1 tiene un voltaje ligeramente más alto que el Panel 2 y algo de corriente se produce en el Panel 1 siendo hundido por el Panel 2 como resultado.

En este caso, estoy trabajando con paneles "idénticos" (mismo fabricante y modelo, y probablemente fabricados alrededor de la misma fecha en las mismas instalaciones).

Una celda solar fotovoltaica es un diodo y apunta en la dirección equivocada. No sé mucho acerca de los inversores conectados a la red, pero si conecta un panel solar directamente a una batería sin un diodo de bloqueo, entonces el panel solar agotará la batería cuando el sol no brille.
@jameslarge Sí, es un fotodiodo, lo que significa que hay una corriente de fuga inversa, pero los inversores conectados a la red no permiten el reflujo. No hay almacenamiento de energía.

Respuestas (1)

Ellos son requeridos. Si el panel se sombrea, se considera OSCURO. Si el panel está sucio, está oscuro. Lo que sucede es que su voltaje producido tiene un CAMINO al otro panel. Los diodos bloquean esa acción, permitiendo que la corriente fluya en una sola dirección.

Estos diodos de bloqueo, también llamados diodos en serie o diodos de aislamiento, aseguran que la corriente eléctrica solo fluya en una dirección "SALIDA" de la matriz en serie hacia la carga externa, el controlador o las baterías.

El motivo de esto es evitar que la corriente generada por los otros paneles fotovoltaicos conectados en paralelo en el mismo conjunto fluya de regreso a través de una red más débil (sombreada) y también para evitar que las baterías completamente cargadas se descarguen o se drenen a través del conjunto durante la noche. Entonces, cuando se conectan varios paneles solares en paralelo, se deben usar diodos de bloqueo en cada rama conectada en paralelo.

Extracto de arriba de aquí ^

Conexión de paneles/células solares

Según tengo entendido, el voltaje es relativamente indiferente a la irradiancia. La corriente aumenta proporcionalmente, pero un panel con menos luz incidente aún produce el mismo voltaje (que también probé experimentalmente). Es por eso que quiero saber qué practican realmente los instaladores al instalar paneles paralelos (que actualizaré mi pregunta para reflejar).
@HariGanti, ¿estaba probando el voltaje de circuito abierto? ¿O estabas probando el voltaje bajo carga?
@jameslarge Fue Voc. No tengo una buena configuración de prueba de carga en este momento, pero también probé Isc. Ambos paneles que tengo estaban dentro del 5% de los valores del otro.
@HariGanti piensa en tus células solares un poco como baterías. En serie aumentas el voltaje, en paralelo aumentas la corriente. Un panel puede tener varias celdas en serie para obtener el voltaje deseado y posiblemente celdas en paralelo para obtener el amperaje. Cuando la luz aumenta, el voltaje permanece constante y la corriente aumenta. Las pruebas de circuito abierto o de carga no cambiarán la física de cómo funcionan. Bajo carga, tiene una pequeña caída de voltaje natural, ley de ohmios. Vea mi enlace adicional en la respuesta anterior.
@Ken, entiendo bastante bien el efecto fotoeléctrico, pero pensar en ellos como baterías es un poco inexacto. También entiendo lo que hacen los diodos, pero esto aborda el problema de la corriente oscura a través del panel, que está relacionado con la corriente inversa a través de un diodo. Los paneles pueden tomar electricidad por la noche de las baterías si simplemente se conectan a ellos, pero no de un microinversor. El hecho de que un panel produzca menos corriente no lo convierte en una ruta de menor impedancia para el panel de mayor corriente. Es por eso que no lo marqué como la respuesta aceptada.
@HariGanti Su imagen no muestra una instalación de microinversor sino un inversor central. Si usó un Microinversor, no necesitaría los diodos de bloqueo, el microinversor se encarga de eso. Una batería en cortocircuito (incluso agotada) agotará una batería en buen estado, al igual que el diodo que consume energía de las baterías es una derivación. Usé esa analogía porque es bastante fácil de entender en lugar de discutir los voltajes de ruptura de los diodos. En su imagen, el panel sombreado cargará el otro panel (perderá rendimiento), el diodo de bloqueo evita que el otro panel "vea" esa carga.
Supongo que la terminología aquí es algo graciosa. El inversor es técnicamente un microinversor (siendo una unidad en panel de 250 W), pero sí, lo estoy usando como un inversor de cadena. Que bueno aclarar. Tampoco es el voltaje de ruptura lo que permite la corriente inversa (u oscura), sino la naturaleza del fotodiodo en sí. La avería es un fenómeno diferente, típicamente muy malo. Independientemente, la pregunta sigue siendo si los diodos de bloqueo se usan o no comúnmente en las instalaciones de inversores de cadena.
Para responder a la pregunta, sí, los diodos de bloqueo todavía se usan en configuraciones de paneles en paralelo. Los diodos aumentan la eficiencia general de un panel expuesto a la luz solar directa en comparación con uno que está sombreado y producirá diferentes voltajes que, si no se usan diodos de bloqueo o aislamiento, parte de la energía se desperdicia en el panel sombreado. El último sistema que instalé usaba microinversores en cada panel. El costo general era similar a 1 inversor grande, pero ahora hay 15 inversores que fallan. La ventaja fue un cableado más pequeño y un alto voltaje de salida, por lo que las caídas de voltaje no fueron un problema. Con paneles paralelos se necesitan diodos.
@HariGanti en las instalaciones de inversores de cadena, la respuesta es sí, se requieren diodos de bloqueo, el propósito de los diodos no es solo para el drenaje de la batería, sino también con un panel parcial u oscuro en una configuración paralela. Los microinversores son diferentes, la electrónica está realmente en esa caja para manejar situaciones parciales y oscuras como lo están en cada panel. Como comentó anteriormente Ed, instaló microinversores y todavía los usaban. Los microinversores convierten a CA en el panel y combinan todo en el panel de alimentación, mientras que los otros métodos combinan paneles [CC] y luego convierten a CA en un solo punto.
@HariGanti solo para terminar con un punto más: he visto estudios que muestran que los microinversores son en realidad un 3% menos eficientes que simplemente ejecutar un sistema central.
@Ken, creo que depende bastante de su configuración. En mi caso, un inversor central es mucho más caro.
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