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Was ist eine Bypass-Diode?

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Eingestellt 5, Mär 2015 in Photovoltaik von C. Feuersänger
In diesem Beitrag:

http://experts.top50-solar.de/1057/solarmodul-kurzschluss-bypass-dioden-hotspot-brand?show=1057#q1057

steht zwar "Bypass-Diode" in der Überschrift allerdings wird im Text immer von einer "Freilaufdiode" gesprochen. Ist das das Gleiche oder gibt es einen Unterschied?
   

1 Antwort

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Beantwortet 6, Mär 2015 von Martin Werner (2,069 Punkte)

Die Freilaufdiode heisst auch Bypass-Diode, da durch sie bei Ausfall eines Moduls der Strom der in Serie geschalteten Module schadlos hindurch (um-)geleitet wird.

siehe Wikipedia:

Die Freilauf- oder Bypass-Diode

Werden mehrere Module in Reihe betrieben, so muss antiparallel zu jedem Modul eine Freilaufdiode geschaltet werden. Der maximale Strom und die Sperrspannung der Diode müssen mindestens den Strom- und Spannungswerten eines Moduls gleichen. Gleichrichterdioden mit 3 Ampere/100 Volt sind üblich. Die Freilaufdiode ist so an den Anschlussklemmen jedes Moduls geschaltet, dass sie im normalen Betriebszustand (Modul liefert Strom) in Sperrrichtung gepolt ist (Kathode bzw. Ringmarkierung am positiven Pol des Moduls). Wenn das Modul durch Verschattung oder durch einen Defekt keinen Strom liefert, würden die nunmehr in Sperrrichtung betriebenen Photodioden einen String, der aus mehreren in Serie geschalteten Solarmodulen besteht, außer Betrieb nehmen. Überschreitet die Spannung der in Serie geschalteten funktionstüchtigen und bestrahlten Solarmodule die Sperrspannung des nicht bestrahlten Solarmoduls, kann dies sogar zur Zerstörung desselben führen. Da die anderen Zellen weiterhin Strom liefern, bildet sich an dieser Stelle eine Überhitzung, die bis hin zu einem Brand des Moduls führen kann. Dieser Effekt wird als Hot Spot bezeichnet. Durch die Freilaufdiode wird dies verhindert, der Strom kann durch die Freilaufdiode fließen. Ein String kann daher weiterhin – wenngleich auch geringere – elektrische Leistung liefern.

Bei aktuellen PV-Modulen (September 2011) sind diese Freilaufdioden meistens bereits in die Anschlussdosen auf der Rückseite des Moduls integriert. Bei einem Modul mit 6×10 Solarzellen werden beispielsweise je 20 Solarzellen mit einer Diode bei Verschattung überbrückt, so dass bei Teilverschattung nicht gleich das ganze Modul deaktiviert wird.

Ein Problem besteht darin, dass eine mangelhaft kontaktierte Freilaufdiode im Normalbetrieb nicht auffällt. So war dies beispielsweise die Ursache für den Brand der Photovoltaikanlage Bürstadt.

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