Untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik tanpa adanya gerakan mekanis, panel surya digunakan karena mengandung sel fotovoltaik (PV) yang menghasilkan listrik ketika terkena cahaya. Poin penting terkait PV adalah ia bekerja pada cahaya, bukan pada panas, sehingga sel PV dingin lebih efisien.
Peran Dioda Bypass pada Panel dan Array Surya
Panel surya terdiri dari sel surya dan sel surya dibangun oleh lapisan semikonduktor. Lapisan tipe-N dan tipe-P tercipta, dan kelebihan elektron tercipta dari cara satu lapisan diolah dengan zat tersebut, dan ini menghasilkan lapisan tipe-N. Jika kekurangan elektron disebabkan oleh lapisan lainnya, maka hal ini menghasilkan lapisan tipe-P.
Penggunaan Dioda dalam sel Fotovoltaik
Dioda selalu bertindak seperti saklar satu arah, artinya arus hanya dapat melewatinya jika dihubungkan dengan arah bias maju. Keuntungan utama dioda adalah memblokir arus yang datang dari berbagai bagian sehingga menyelamatkannya dari segala jenis kerugian, dan dioda ini juga dikenal sebagai dioda pemblokiran. Dioda persimpangan PN dan dioda penghalang Schottky adalah dioda yang paling populer dan digunakan sebagai dioda bypass karena kinerja terbaiknya:
Panel Surya dengan Dioda Bypass
Dioda bypass terutama membatasi aliran arus ke sel yang menerima jumlah cahaya yang cukup dan meneruskannya melalui sel yang menerima jumlah cahaya yang lebih sedikit, yang pada gilirannya mencegah kerusakan pada sel tersebut:
Dioda bypass dihubungkan secara paralel dengan sel PV, dioda ini digunakan untuk memblokir aliran arus dari sel yang terpapar dengan baik untuk mencegah panas berlebih, dan terbakar, serta menyediakan arus ke sel yang diarsir sebagian.
Dalam hal ini terdapat awan pada sel 2, karena bayangan tersebut menjadi beban dan bukan menghasilkan listrik. Di sini dioda bypass memulai perannya dan mengalihkan arah arus listrik, dan ini mempertahankan rangkaian sel PV. Gambar di bawah menunjukkan tindakan dioda bypass jika terjadi awan.
Panel Surya tanpa Dioda Bypass
Gambar di bawah menunjukkan rangkaian sel PV yang dihubungkan secara seri tanpa dioda Bypass. Tiga sel dirangkai seri, sehingga tegangan keluarannya diberikan sebagai:
Ketiga sel surya menghasilkan daya terukur dalam arus dan volt pada kondisi pengoperasian normal, yang berarti bahwa semua sel fotovoltaik beroperasi dengan sempurna. Baik pada sambungan seri maupun paralel, dayanya bersifat aditif. Dalam ampere dan volt, kita sampai pada nilai daya maksimum yang ideal.
Jika tanpa dioda bypass, satu sel tertutup oleh awan, seluruh arus mulai mengalir melalui sel yang berkabut, yang mengakibatkan pembuangan panas terlalu banyak dan dapat menyebabkan sel terbakar. Sel normal tanpa peneduh berusaha melawan penurunan tegangan pada sel yang terlindung dengan menaikkan tegangan rangkaian terbuka. Akibatnya, sel PV yang terkena dampak menjadi bias terbalik dan mengalami tegangan negatif di terminalnya.
Kesimpulan
Panel PV adalah sumber listrik, mereka mengubah sinar matahari menjadi listrik tanpa adanya gerakan mekanis. Pemblokiran dan bypass adalah dua bagian utama yang terlibat dalam pemasangan panel PV, Dioda pemblokiran bertindak sebagai saklar jalan, dan dioda bypass melindungi sel PV dari arus berlebih dan menyediakan arus ke sel yang diarsir sebagian.