Die Sperrdiode verhindert, dass Strom in umgekehrter Richtung fließt . Sie spielt eine wichtige Rolle beim Schutz vor Tiefentladung, sowohl nachts als auch bei vollgeladenen Batterien. Sperrdiode wird auch als Gleichrichter bezeichnet, da sie den Stromfluss nur in eine Richtung zulässt, den Fluss von Strömen in die entgegengesetzte Richtung jedoch unterbindet.
Vereinfacht gesagt, kann man sich eine Sperrdiode wie ein Einwegventil in einem Rasensprenger vorstellen, das das Wasser nur nach oben fließen lässt. Früher wurden Sperrdioden am häufigsten verwendet, da sie einen deutlich besseren Schutz vor Überladung boten als Batterien.
Da die meisten modernen Designs MPPT-Laderegler verwenden , die mit Lithium-basierten Akkus zusammenarbeiten, kann ein System mehrere Stunden oder sogar Tage ohne Unterlastung auskommen, wodurch Überladungsrisiken ausgeschlossen sind. Sperrdioden sind vergleichsweise günstig und einfach zu montieren. Allerdings können sie die Funktion beeinträchtigen, ohne eine nennenswerte Verbesserung zu bewirken.
Was ist der Zweck einer Sperrdiode?
Es stellt sicher, dass die Sonnenenergie nicht in die Batterien zurückfließen kann, sobald diese abends die Last versorgen. Sobald die Sonne untergeht, erzeugen Solarzellen keine elektrische Energie mehr. Solarzellen unterscheiden sich von Batterien oder Umwandlungsschaltungen dadurch, dass eine elektrische Ladung versucht, Energie an die Zellen zu senden. Dies kann sie beschädigen oder zerstören. In solchen Fällen gelangt die an die Solarzellen gesendete Energie in die Kathode der Sperrdiode, wo sie gestoppt wird und nicht zu den Solarzellen gelangen und diese beschädigen kann. Wenn die Sonne wieder aufgeht und die Photovoltaikzellen wieder Strom erzeugen, kann dieser wieder ungehindert durch die Sperrdiode fließen.
Funktionell ähnelt eine Sperrdiode der eines Solargenerators . Windkraftanlagen erzeugen üblicherweise Wechselstrom (AC) mithilfe eines von Rotorblättern oder einer Turbine angetriebenen Generators, im Gegensatz zu den meisten Solaranlagen, die Gleichstrom (DC) produzieren. In einer ähnlichen Situation, wenn der Wind aufhört zu wehen, wirkt seine Drehbewegung in die entgegengesetzte Richtung, wodurch sich der Generator wie ein normaler Elektromotor verhält . Die Sperrdiode verhindert diese umgekehrte Drehrichtung des Generators, die ihn beschädigen und die Systembatterien entladen könnte.
Konfiguration der Sperrdiode
Seine Konfiguration im Solarstromsystem bezieht sich auf seine Darstellung, wenn das Panel (bei Spitzenspannungen) tagsüber Strom erzeugt und die Batterien lädt. Nachts, ohne Strom zu erzeugen, halten die Batterien hohe Spannungen im Vergleich zum Panel, dessen Spannungen gesunken sind (oder Nullspannungen). Die Batterie kann durch ihren Rückstromfluss zum Solarpanel während der Nacht entladen werden.
Dies führt zum Einbau einer Sperrdiode, die diesen Vorgang verhindert. Energie fließt von einem hohen in einen niedrigen Energiezustand. Die Sperrdiode ermöglicht den Stromfluss vom Solarmodul zur Batterie und unterbindet den Stromfluss von der Batterie zum Solarmodul. Dieses Bauteil wird stets in Reihe hinter dem Solarmodul geschaltet.
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