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Power-Tipp

Intelligente Bypass-Dioden in Solarmodulen

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Anbieter zum Thema

EBV Elektronik GmbH & Co. KG
Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG
Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Energetische Vorteile

Ein Solarmodul ist während der meisten Zeit seiner Einsatzdauer der Sonne ausgesetzt, sodass die Bypass-Diode in Sperrrichtung gepolt ist. Ein Baustein auf MOSFET-Basis kommt hierbei auf einen Leckstrom von 0,3 µA, während es bei einer Schottkydiode 100 µA sind. Die aus dem Einsatz aktiver Bypass-Dioden resultierende Zunahme des Energieertrags fällt in diesem Betriebszustand dennoch sehr bescheiden aus und beträgt gerade einmal 0,01 % der insgesamt gewonnenen Energie.

Allerdings wird auch die beste PV-Anlage irgendwann verschattet, wodurch einige der Bypass-Dioden in Durchlassrichtung arbeiten. Hier erzielen intelligente Bypass-Dioden dank ihrer um 80 % geringeren Verlustleistung tatsächlich eine spürbare Steigerung des Energieertrags. Bei privaten und kommerziellen PV-Anlagen ist ein Verschattungsgrad von 10 % durchaus üblich und akzeptabel. Ursachen können benachbarte Gebäude, Bäume, Schornsteine und verschiedene andere Objekte sein. Eine Anlage mit 10 % Verschattungsgrad aber erzielt durch die Ausstattung mit aktiven Bypass-Elementen eine Steigerung des Energieertrags um bis zu 0,5 %.

Fazit und Ausblick

Intelligente Bypass-Dioden kommen in ihrem Verhalten dem einer idealen Diode nahe und erreichen eine Performance-Steigerung um eine ganze Größenordnung. Hochleistungs-Panels und integrierte Elektronik werden als erstes auf die neue Technik umsteigen, bevor diese den Massenmarkt erreicht. Als erste elektronische Schaltung, die in Solarmodulen zum Einsatz kommt, wird die intelligente Bypass-Diode außerdem als Wegbereiter für weitere elektronische Lösungen fungieren, die den Energieertrag verbessern und mit neuen Funktionen aufwarten. Die energetischen Vorteile der intelligenten Bypass-Diode sind spürbar und bergen das Potenzial für eine wachsende Vielzahl von Möglichkeiten in anderen Märkten.

Referenzen

  • “Influence of the shadows in photovoltaic systems with different configurations of bypass diodes,” E. Díaz-Dorado, Department of Electrical Engineering, University of Vigo, ETSEI, Spain, SPEEDAM 2010, International Symposium on Power Electronics
  • “Partially shaded operation of a grid-tied PV system,” C. Deline, National Renewable Energy Laboratory, presented at the 34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Philadelphia, Pennsylvania, June 7–12, 2009

* Christoph Goeltner ist Solar IC Marketing Manager bei Texas Instruments

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