Discussione: Diodi di bypass (per chi e' elettronico)

Visto che ci sono impianti con stesso inverter che gestiscono in maniera diversa le ombre .... la mia domanda e' questa :
Alcuni pannelli , mi sembra , che dichiarano l'utilizzo di diodi schottky altri generici non e' che i diodi (in pratica) hanno un differente comportamento con l'ombra o la semiombra?!
Chi e' piu' elettronico di me riesce a spiegare se la differenza di soglia di 0,35V contro 0,6-07V e la velocita' di commutazione determina la differenza esposta?

grazie

niente di che...... se metti un diodo 0,6 significa che si "mangia" 0,6 volt se metti un diodo 0,3 significa che si "mangia" 0,3 volt
la tensione dopo il diodo e piu bassa rispetto a quella prima del diodo di 0,6 oppure 0,3
a questo si somma un altro parametro il piu importante,
il diodo mangia potenza (scalda) piu ampere passano piu mangia potenza esempio se nel diodo passano 10 ampere consuma 10*0,6 = 6 watt se si tratta di quello con 0,6 di caduta oppure 10*0,3=3 watt se si tratta di quello con 0,3 di caduta
quindi si preferisce sempre quello con 0,3 se possibile

Grazie del tuo intervento ma vedo che non sai a cosa serve e come interviene il diodo di bypass in un pannello ..... il fatto che quello da 0,6 mi possa dissipare il doppio dell'altro e' ininfluente ....
Quello che volevo sapere e' se uno mi bypassa prima e piu' velocemente la/le celle ombreggiata/e o no e in che condizioni si mette a condurre?

Provo a risponderti io....Una cella fotovoltaica ha un comportamento elettrico simile ad un diodo. In effetti viene sfruttato l'effetto fotovoltaico della giunzione elettronica PN. Questo si traduce in un grafico simile a quello di un diodo. Nel caso di normale funzionamento la cella fotovoltaica genera una tensione positiva ai capi del anodo (faccia argentata non esposta alla luce) e il verso della corrente è dal catodo verso l'anodo, cioè con un verso opposto a quello che si ha quando si polarizza direttamente un diodo. Nel caso la cella venga ombreggiata di una percentuale proporzionale alla superficie, la corrente si riduce di detta percentuale con andamento lineare. Quando la cella è totalmente ombreggiata smette di generare corrente. Quando una cella è collegata elettricamente in serie ad altre celle fotovoltaiche ed è sottoposta ad ombreggiamento al 100% la sua corrente generata è zero. Le altre celle, non essendo ombreggiate, producono corrente e tensione che polarizzano inversamente la cella fotovoltaica ombreggiata. La cella ombreggiata si oppone al flusso di corrente con la sua resistenza che genera una tensione con verso opposto a quella generata dalle altre celle. Se nelle celle sta circolando 1A e non è stato inserito un diodo di by-pass, ipotizzando una resistenza di 10 ohm nella cella ombreggiata, la tensione totale di 18 celle in serie sarà circa

(0,5V x 17 celle) – (1A x 10 ohm) = 8,5V – 10V = -1,5V

La potenza dissipata nella cella ombreggiata equivale a 10W. Questa potenza è sufficiente per surriscaldare la cella fotovoltaica totalmente ombreggiata. Ma cosa succederebbe se la corrente fosse di 3A. La tensione ai capi della cella ombreggiata sarebbe di 30V, e la potenza dissipata di 90W. Questa potenza surriscalderebbe la cella a tal punto da distruggerla. Si creerebbe un fenomeno cosidetto “Hot Spot”. Per ovviare a questo inconveniente sono stati introdotti i diodi di by-pass. Questi diodi sono normalmente polarizzati inversamente, cioè il catodo è collegato all'anodo della cella numero 18 e il anodo è collegato al catodo della cella numero 1. Quando la tensione tra anodo e catodo del diodo di by-pass oltrepassa la soglia di 0,3V (se viene usato un diodo schottky) che corrisponde ad una tensione negativa tra la cella 1 e 18 il diodo entra in conduzione e fa scorrere corrente tra anodo e catodo. Questo comportamento ha come effetto di limitare la tensione negativa ai capi della cella ombreggiata. In questo caso la cella ombreggiata potrà generare un massimo di

(8,5V + 0,3V) = -8,8V

per qualunque corrente che scorre nelle celle. Questo limiterà anche la potenza massima a 26,4W. Questo effetto può essere notato solo in caso di carico esterno applicato al pannello fotovoltaico. La corrente di cortocircuito Isc corrisponderà a quella nominale. La tensione di circuito aperto Voc corrisponderà alla somma delle tensioni delle celle non ombreggiate.

Praticamente si viene a creare una corrente inversa che fa condurre il diodo..

Saluti.

Cosa fa' il diodo di bypass l'ho capito , quindi non c'e'(non ci sarebbe) differenza tra un diodo veloce da 0,35V rispetto a un diodo normale da 06-07V , quindi perche' viene usato in alcuni lo Schottky ?

Originariamente inviata da spider61

Cosa fa' il diodo di bypass l'ho capito , quindi non c'e'(non ci sarebbe) differenza tra un diodo veloce da 0,35V rispetto a un diodo normale da 06-07V , quindi perche' viene usato in alcuni lo Schottky ?

L'utilizzo del diodo Schotty, è legato al tempo necessario ad un diodo in polarizzazione diretta per bloccarsi in seguito ad una inversione istantanea della polarizzazione che prende il nome di tempo di recupero inverso.
Le sostanziali differenze rispetto ad un diodo ordinario sono:
-non essendovi lacune nel metallo, non vi può essere accumulo di cariche
minoritarie iniettate nel semiconduttore di tipo n;
-gli elettroni provenienti dal semiconduttore di tipo n e iniettati nel metallo (che già contiene moltissimi elettroni) non costituiscono ovviamente un accumulo di portatori di minoranza in eccesso.

Quindi non essendovi accumulo di cariche, anche il tempo di recupero inverso è praticamente nullo (valore tipico ≈ 50
ps).

Originariamente inviata da spider61

Grazie del tuo intervento ma vedo che non sai a cosa serve e come interviene il diodo di bypass in un pannello ..... il fatto che quello da 0,6 mi possa dissipare il doppio dell'altro e' ininfluente ....
Quello che volevo sapere e' se uno mi bypassa prima e piu' velocemente la/........ che condizioni si mette a condurre?

ma tu non hai specificato a che diodo ti riferisci la mia e una risposta in generale

comunque nei pannelli solari se mettono un tipo l'altro e per prenderti in giro perche diodi a commutazione veloce no capisco che ci fanno nei pannelli o a meno che non hanno previsto che in futuro il sole inizi a lampeggiare con frequenza di 100 Khz

No problem ... ma e' chiaramente specificato nel titolo , la mia richiesta era legata al fatto che ci sono impianti che vanno in ombra in cui l'inverter fa' piu' o meno bene il suo lavoro, ed altri con lo stesso inverter che non lo fanno , quindi volevo capire se quei pochi decimi di volt potevano fare la differenza ....

Allora faccio una domanda: nella configurazione in serie della stringa puo' cambiare qualcosa se inserisco il pannello in ombra all'inizio della stringa, in mezzo o alla fine? Il cavo di ritorno (piu' lungo) positivo o negativo influisce?

Grazie
Ciao

Originariamente inviata da Spaziozero

Allora faccio una domanda: nella configurazione........alla fine? Il cavo di ritorno (piu' lungo) positivo o negativo influisce?

Grazie
Ciao

assolutamente no basta che tutto sia adeguato (cavi di qualita e sezione minima sufficente) il pannello/i in ombra si puo trovare ovunque, all'uscita della stringa si ha sempre lo stesso voltaggio

Originariamente inviata da spider61

No problem ... ma e' chiaramente specificato ...non lo fanno , quindi volevo capire se quei pochi decimi di volt potevano fare la differenza ....

beh... un inverter se metà stringa va in ombra non si puo chiedere il 100% perche ovviamente se gli arrivano 700 watt (al posto di 1000) non può tirarne fuori 1000
il fatto dei diodi in questo contesto sulla perdita a causa dei diodi e nulla o quasi
poi dipende dal sotware dell'inverter adeguarsi velocemente a quello che gli dà la stringa

Originariamente inviata da nix

L'utilizzo del diodo Schotty, è legato al tempo necessario ad un diodo in polarizzazione diretta per bloccarsi

Nel pannello FV il diodo e' in condizione opposta, si polarizza direttamente solo se una o una serie di celle va' in ombra....

Originariamente inviata da pippo2009

poi dipende dal sotware dell'inverter adeguarsi velocemente a quello che gli dà la stringa

E' proprio questo che volevo riuscire a capire... perche' lo stesso inverter , nella fattispecie l'aurora PVI 3.0 , ad alcuni funziona bene in caso di ombra e ad altri , no si impalla..... e' colpa dell'inverter , della superficie di ombra o dei pannelli diversi ?!

Io credo che l'utilizzo del diodo Schottky sia legato alla bassa tensione AK (minor dissipazione) e più probabilmente a reperibilità e costi.
Non è certo la caratteristica di velocità, o meglio bassissime capacità parassite, che lo rende indispensabile in questa applicazione.
Fino a pochi anni fa era un componente che costicchiava, con l'avvento della tecnologia switching, in particolare per gli alimentatori, è diventato un componente più economico e soprattutto si trova in diverse taglie di potenza ovvero corrente diretta.

Originariamente inviata da spider61

...quindi non c'e'(non ci sarebbe) differenza tra un diodo veloce da 0,35V rispetto a un diodo normale da 06-07V ?

La velocita' per applicazioni FV e' ininfluente, gioca invece a suo favore la bassa tensione di conduzione e la non conduttanza quando e' polarizzato inversamente, oltre a intervalli on/off di tensione piu' ridotti. Il tutto comporta minore dissipazione e quindi maggior rendimento e affidabilita'.

mp

[QUOTE=spider61;119146818]Nel pannello FV il diodo e' in condizione opposta, si polarizza direttamente solo se una o una serie di celle va' in ombra....


Questo non lo metto in dubbio, la mia risposta era legata alla richiesta di sapere quale fosse la differenza tra diodi normali e diodi Schotty.

Il motivo per cui li usano nei moduli lo ignoro visto che normalmente tali diodi sono usati per le seguenti applicazioni:
raddrizzamento a elevata efficienza,
protezione all’ingresso di amplificatori operazionali, mixer UHF
ad elevata efficienza (95%), ingressi di logiche ad elevata velocità,
conversioni analogico-digitali o logaritmiche, rivelazione video,
discriminatori di frequenza, campionamento di forme d’onda, clipping
e clamping di segnali, equipaggiamento radar, ricevitori di apparati ECM, per
prevenire la saturazione dei transistor in commutazione e per aumentare la
velocità di risposta degli optoaccoppiatori.

Direi tutte cose che non ci "azzeccano" con il fotovoltaico

A quanto ne so io gli schottky (rispetto ai pn):

+ costano meno
+ hanno una tensione Vf minore (0.3V)
+ hanno ft (freq. taglio) maggiore
- hanno una corrente inversa maggiore (uA contro pA)

Per quanto riguarda l'uso come diodo di bypass, la frequenza di taglio credo sia un parametro praticamente ininfluente

Quindi riepilogando e' solo per il fatto che quando intervengono facciano meno caduta di tensione possibile per un pannello che puo' produrre 4A la caduta e' di 1,4w contro i 2,8w di un normale...
Quindi non c'entra niente una maggior velocita' di commutazione nel caso si produca la condizione che una cella in ombra possa danneggiarsi?!

Secondo me il tempo di risposta è ininfluente visto che:

Il passaggio luce-ombra non può essere istantaneo: ci sarà comunque un passaggio graduale dovuto alla diffusione della luce

La cella non si brucia istantaneamente: è il surriscaldamento (relativamente) prolungato che la danneggia

Il passaggio luce ombra non e' istantaneo , ma a un certo punto qualcosa interviene ... per esempio se ho un ombra che mi avanza e inizia a coprire una cella di un pannello , cosa fa' intervenire piu' o meno prima il diodo , quanto deve essere coperta e quanta differenza ci deve essere di irraggiamento tra l'ombra e il sole , ecc....

Originariamente inviata da spider61

Il passaggio luce ombra non e' istantaneo....

Mi sa che sei fuori come un balcone, prova a studiarti questo, poi magari ti passo altro.

mp

Se ero dentro non avevo bisogno del parere del Santone di turno.

Originariamente inviata da spider61

Se ero dentro...

Dalle mie parti e' un modo di dire scherzoso, non te la prendere, Spider.

Se metti il titolo del documento su Google troverai una miriade di altri pdf molto interessanti sul FV.

Ciao e buone feste.

mp

Maurizio, visto che la frase riportata è mia, mi sento tirato in causa.
Prima di citare balconi, dovresti forse spiegare cosa c'entra l'articolo che hai proposto tu con la questione della velocità di passaggio dalla luce all'ombra.

Originariamente inviata da F.Capuzzi

Maurizio, visto che la frase riportata è mia, mi sento tirato in causa.

Se ti senti tirato in causa... puoi tranquillamente ritirarti e star tranquillo, il post quotato e' quello di Spider e a lui mi riferivo, ma in tono molto scherzoso, almeno cosi' e' reputato dalle mie parti, e non so che farci se sono allergico alle faccine.

C'e' la tua frase perche' si quota una parte del messaggio, manco c'ho fatto caso.

Quanto postato c'entra eccome, sposta il problema da una questione di tempo di risposta, ininfluente quando di parla di microsecondi o nanosecondi, a ben altre e piu' complesse problematiche legate all'oscuramento delle celle, con un interessante modello matematico (e programma in C per le formule piu' ostiche) che aiuta a comprendere meglio il problema. Ho poi aggiunto che sfruttando quel titolo si trova una raccolta di pdf su questa e altre problematiche FV.

Personalmente ritengo che nessuno debba "sentirsi tirato in causa" in un forum, luogo di aggregazione e scambio di idee e opinioni, anche se questo sembra stia diventando piu' che altro un call center di fighetti (e qui mi toglieranno un po' di punti) molto permalosi, ma sempre pronti a bacchettare a destra e manca (e nel caso ti sentissi tirato in causa, non mi riferisco a te).

Ciao e buone feste.

mp

Nostromo.... non puoi venire neanche te in un forum a fare il prezioso postando un testo da universita' per spiegare ....