天気：晴れ
本日の屋根太陽光発電量 ：28.01kWh
場所：埼玉県
パネル：ソーラーフロンティア、実質4.3kW
パネル1kWあたりの発電量：6.51kWh
祝、本年最大発電量！
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今日はバイパスダイオードの話ですが、
今日も図をさぼりましたので分かりにくいかもしれません。すみません。
バイパスダイオードというのは不良のセルがあって電流が流れにくい時に、そこをバイパスできるように設けられているものです。
バイパスダイオードの動作を理解するのは結構難しいです。
ここでは簡単に「不良で電流が流れにくくなっている時にバイパスさせるダイオード」と考えることにしましょう。普通はそれで充分だと思います。
実は太陽電池の一つのセルは0.5Vぐらいしか発生できません。系統連系の100Vや200Vの交流を作るためには、パワコンに100Vや200Vを超えるぐらいの電圧にして入力しないと、うまく交流に変換できません。
従って何百ものセルを直列につなぐ必要があります。
通常、モジュール内でセルは全て直列に接続されています。しかしモジュール内では数十のセルを直列にできるだけなので、まだ電圧は足りません。
従って、更にいくつかのモジュールを直列に接続することになります。
よくある50kWの低圧連系の場合だと、200Vで連系するので直流で二百数十ボルトが必要。このため30ボルトほどのモジュールを7枚直列に接続しています。30ボルトほどのモジュールは60枚ほどのセルを直列に接続してできています。つまり400-500枚のセルが直列になっていることになります。
直列なので、一つでも電流が流れにくくなると、それで全体が律速されてしまいます。つまり一つのセルのが電流を半分しか流せないと、400-500枚のセルの電流が全て半分になり、全体の出力が半分になってしまいます。
これは大きなロスです。
ロスがあるだけでなく、このようなセルはもはや発電できなくなり、発熱して最悪の場合は発火することもあります。
これを避けるためにバイパスダイオードを設けています。
バイパスダイオードは普通、モジュールの出力ボックスの中に組み込んであります。
例えば60枚のセルからなるモジュールの場合、セルは10枚を4列に並べることが多いでしょう。
これらが全て直列ですから、一番端から10枚ずつ3往復で60枚を直列接続します。バイパスダイオードは一往復ごとに入れてあります。つまり20枚に一つダイオードを入れてあります。
こうして、どれかのセルが動作不良となった時には、それを含む20枚すべてがダイオードでバイパスされます。結果として、20枚分の電圧は失われますが、電流は維持されます。
20枚分の電圧は10ボルトほどなので、全体の200ボルトのうち10ボルトほどのロスだけで済むことになります。
バイパスダイオードのおかげで、多少、不良のセルがあっても、全体の動作はそれほど大きな悪影響を受けずに済むことになりました。
しかし、その結果、不良のモジュールがあってもなかなか見つけにくいということにもなります。
そのあたりは、また別途説明したいと思います。
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