光伏板是光伏发电系统的动力源，在讲旁路二极管之前，我们首先来讲讲什么是热斑效应。在日常的应用中，光伏组件中部分电池片时常会被如树叶、灰尘或阴影遮挡时，被遮挡的电池片会由发电单元变为负载，消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，此时被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，并形成局部高温，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮挡的电池所消耗。长期热斑可导致电池片烧毁或封装材料老化。

为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，解决方法就是在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

一、旁路二极管的作用及保护原理

如上图所示，旁路二极管反向并联在电池串正负输出端子之间，当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用。

如果与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，或某组电池片被遮挡出现热斑效应不能发电时，因串联电路中，电流处处相等，所以整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，当反向偏压高于阈值（电池片最小电压）时，旁路二极管导通，起旁路作用，非正常工作电池片（被遮蔽的电池片）被短路，使电流绕过故障区域，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。如下图所示。

理想情况下，每块电池片都应并联一个旁路二极管，以便更好地保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗，以及工作状态下压降的存在，所以对于硅电池，每15个电池片可并联一个旁路二极管为最佳；在日常应用中，它更多地被集成在光伏板的接线盒内（如下图所示），从而有效防止热斑的产生，确保光伏系统的稳定运行。

在实际应用中，由于遮蔽一个电池片与遮蔽两块电池片各一半的效果不同，所以当遮蔽不可避免时，可通过设计让一定面积的遮蔽覆盖尽可能多的电池数量，把每个电池上的阴影面积尽可能减少，这样就可以降低热斑效应，提高光伏电池板的发光效率。

二、旁路二极管的选择

①耐压容量为最大反向工作电压的两倍；

②电流容量为最大反向工作电流的两倍；

③结温温度应高于实际结温温度；

④热阻小；

⑤压降小；

特别需要注意的是，如果二极管散热不良，反向截止时漏电流可能导致持续发热，最终将会出现热击穿。

三、旁路二极管与阻塞二极管的区别

如下图所示，绿色二极管为旁路二极管，而红色二极管则为阻塞二极管。阻塞二极管的使用方式与旁路二极管不同。

太阳能电池板中的旁路二极管与光伏电池或面板“并联”以分流其周围的电流，而阻塞二极管则以“串联”方式连接，PV面板可防止电流回流。因此，阻塞二极管与旁路二极管不同，尽管在大多数情况下二极管在物理上是相同的，但它们的安装方式和应用目的不同。

阻塞二极管的作用类似于单向阀，仅允许电流在一个方向上流过。这样做的优点是二极管可用于阻挡来自太阳能电路的其他部分的电流。

太阳能电池阵列的串联支路，由于阻塞二极管中的功率消耗较少，因此阵列效率更高。大多数制造商在其太阳能电池板中都包括阻塞二极管和旁路二极管，从而简化了设计。

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