Funktion von Bypass Diode bei Solarzellen?


06.01.2023, 09:13

Solarmodul

2 Antworten

Damit Solarmodule eine brauchbare elektrische Spannung (gemessen in Volt) liefern können, sind die einzelnen Solarzellen in den Solarmodulen zu sogenannten Strings in Reihe geschaltet. Bei in Reihe geschalteten Solarzellen addiert sich die elektrische Spannung. Der Strom (gemessen in Ampere) bleibt dabei gleich. Gleiches gilt für Modul-Strings.

Tritt eine (Teil-)Verschattung z.B durch den Sonnenstand oder Verschmutzung einer Solarzelle auf, verringert sich die elektrische Spannung in der Solarzelle. In Folge reduziert sich auch die Stromproduktion. Der Grund dafür liegt in der Verschaltung der Solarzellen. Je nach Verschaltung reagiert ein Solarmodul unterschiedlich auf die Verschattung oder Verschmutzung. Ist in einem String aus Solarzellen oder -modulen auch nur ein Teil betroffen, bestimmt die schwächste Zelle bzw. das schwächste Modul die Gesamtleistung der in Reihe geschalteten Einheiten.

Durch die umgekehrte Vorspannung an den verschatteten Solarzellen kann es zu einer starken lokalen Erwärmung (nennt man Hotspot) kommen. Tritt demnach ein Leistungseinbruch durch Verschattung ein, entstehen Hotspots typischerweise in einer rückwärts vorgespannten Solarzelle. So können aus Hotspots weitere Ertragsverluste oder in Einzelfällen auch sicherheitsrelevante Schäden, wie z.B. durchgeschmorte Rückseitenfolien an den Modulen entstehen.

Die Lösung der Hotspot-Problematik bilden Bypass-Dioden. Die Umgehungsstraßen für Strom sollen, im Falle einer (Teil-)Verschattung einer Solarzelle oder eines Solarmoduls, dabei helfen, die maximale elektrische Spannung in einem String zu halten.

(Quelle: Handbuch Solarenergie und deren Techniken)

Die Umkehrung der politarität ist ja bereits vorhanden.