太阳电池方阵的电路构成优化方案

太阳电池方阵的电路图如图6.4所示，由太阳电池组件构成的串联组件支路(String)、阻塞二极管(Blocking Diode) Ds、旁路二极管 (Bypass Diode) Db以及接线盒等构成。纵列组件是根据所需输出电压将太阳电池组件串联而成的电路。各纵列组件经阻塞二极管并联构成。

图6.4 太阳电池方阵的电路图

当太阳电池组件被鸟粪、树叶、阴影覆盖的时候，太阳电池组件几乎不能发电。此时，各纵列组件之间的电压会出现不相等的情况，使各纵列组件之间的电压失去平衡，导致各纵列组件间以及方阵间环流发生以及逆变器等设备的电流流向方阵的情况。为了防止逆流现象的发生，需在各纵列组件串联阻塞二极管。

阻塞二极管一般装在汇流箱内，也有安放在太阳电池组件的接线盒内的。选用阻塞二极管时，一般要考虑阻塞二极管能通过所在回路的最大电流，并能承受该回路的最大反向电压。由于半导体元件的电气特性随使用温度的变化而发生变化，因此，应合理估计使用温度并选择合适的阻塞二极管。当然，也可不用阻塞二极管，而使用继电器达到防止逆流的目的。

另外，各太阳电池组件都接有旁路二极管。当太阳电池方阵 (故障组件) 的一部分被阴影遮盖或组件的某部分出现故障时，使电流不流过未发电的组件而流经旁路二极管，并为负载提供电力。如果不接旁路二极管的话，纵列组件的输出电压的合成电压将对未发电的组件形成反向电压，出现局部发热点 (Hot Spot)，一般称这种现象为热斑效应，它会使全方阵的输出下降。(www.xing528.com)

一般地，1～4枚组件并联一个旁路二极管，安装在太阳电池背面的接线盒的正、负极之间。选择旁路二极管时应使其能通过纵列组件的短路电流，反向耐压为纵列组件的最大输出电压的1.5倍以上。由于使用温度的影响，应选择额定电流稍大的旁路二极管。目前，市场上销售的太阳电池组件一般已装有旁路二极管，设计时则不必考虑。最近的太阳电池组件，每枚太阳电池组件具有旁路的功能。

图6.5为太阳电池方阵的实际构成图，如图左边的部分所示为纵列组件，右边部分根据所需容量将多个纵列组件并联而成，然后与并网用逆变器 (功率控制器)相连。

图6.5 太阳电池方阵的实际构成图