Dioda bocznikująca (bypass diode) to dioda połączona równolegle z grupą ogniw, ale w przeciwnym kierunku. Gdy ogniwa pracują normalnie, dioda jest zaporowo spolaryzowana i nic nie robi. Gdy jedno ogniwo zostanie zacienione i nie nadąża z prądem za resztą łańcucha, dioda zaczyna przewodzić i prowadzi prąd obok całej sekcji, zamiast przepychać go przez słabe ogniwo.
Po co to jest
Ogniwa w module są połączone szeregowo, więc płynie przez nie ten sam prąd. Zacienione ogniwo, przez które pozostałe ogniwa próbują przepchnąć prąd, zostaje spolaryzowane wstecznie i zamiast produkować energię zaczyna ją rozpraszać jako ciepło. To prowadzi do hot-spotu, który może przypalić enkapsulant i backsheet. PVEducation wyjaśnia, że dioda ogranicza napięcie wsteczne na słabym ogniwie do mniej więcej spadku napięcia na jednej diodzie i w ten sposób zapobiega przegrzaniu.
Ile ich jest w module
Jedna dioda na każde ogniwo byłaby za droga, więc diody obejmują grupy ogniw. Standardem są trzy diody na moduł, każda na jedną trzecią: w module 60-ogniwowym po 20 ogniw w szeregu na diodę. W modułach z ogniwami ciętymi na pół (half-cell) też są trzy diody, ale każda obsługuje dwie równoległe sekcje, z górnej i dolnej połowy. Diody siedzą w puszce przyłączeniowej, w modułach half-cell zwykle po jednej w każdej z trzech małych puszek.
Skutek dla instalacji: gdy cień wyłącza jedną sekcję, moduł traci mniej więcej jedną trzecią napięcia, a łańcuch pracuje dalej. Falownik z dobrym MPPT znajdzie wtedy nowy punkt mocy maksymalnej na krzywej z charakterystycznym „schodkiem”.
Gdy dioda zawiedzie
- Dioda zwarta na stałe omija swoją sekcję, więc moduł daje około dwóch trzecich napięcia. Wychodzi to przy pomiarze napięcia obwodu otwartego łańcucha (Voc), który wypada niżej, niż wynika z liczby modułów.
- Dioda odłączona (np. przez zimny lut) nie chroni sekcji: przy zacienieniu grozi hot-spot, a w skrajnym przypadku łuk w puszce. Raport IEA PVPS z 2025 roku pisze, że takie usterki coraz częściej wynikają ze złych lutów w puszkach i trudno je wykryć w działającej instalacji. Zaleca test diod łańcuch po łańcuchu przy budowie, a przy podejrzeniu zimnych lutów kontrolę całej instalacji, np. termowizją.
Moduły przechodzą test termiczny diod w ramach kwalifikacji według IEC 61215 (MQT 18), a puszki według IEC 62790. Test nie wyłapie jednak wadliwego lutu w konkretnym egzemplarzu, stąd znaczenie kontroli przy odbiorze.
Źródła
- PVEducation, Bypass Diodes
- IEA PVPS Task 13, Degradation and Failure Modes in New Photovoltaic Cell and Module Technologies, raport T13-30:2025 (rozdz. 2.4.2, odłączone diody, zalecenia kontroli)
- PVsyst, Twin half-cut cells and shadings (para sekcji na jedną diodę w modułach half-cell)
- IEC 62790:2020, Junction boxes for photovoltaic modules, Safety requirements and tests (badanie termiczne diod według MQT 18.1 z IEC 61215-2)