Diodos de bloqueo y derivación en paneles solares y sistemas fotovoltaicos

Un diodo está diseñado para permitir el flujo de corriente en una sola dirección. Si tiene conocimientos de plomería, un diodo es el equivalente eléctrico de una válvula de retención. Los diodos en un sistema de energía solar tienen dos funciones: diodos de derivación y diodos de bloqueo. Generalmente, para ambos se utiliza el mismo tipo de diodo: un diodo de barrera Schottky.

Comprensión de los diodos de derivación

Los diodos de derivación se utilizan para reducir la pérdida de potencia de los paneles solares debido al sombreado. La corriente fluye de alto a bajo voltaje cuando un panel solar tiene celdas parcialmente sombreadas. La corriente se fuerza a través de las celdas sombreadas de bajo voltaje. Esto provoca que el panel solar se caliente y experimente cierta pérdida de potencia. Estas celdas solares sombreadas se convierten en consumidores de electricidad en lugar de productores.

Los diodos de derivación dentro de la caja de conexiones de un panel solar proporcionan una ruta de baja resistencia para la corriente que circula por una serie de celdas solares protegidas. El diodo está conectado en paralelo con las celdas. Dado que la electricidad toma la ruta de menor resistencia, es más fácil que la corriente pase por el diodo que por las celdas protegidas. Esto minimiza la ganancia de calor y reduce la pérdida de corriente.

Paneles solares modernos y diodos de derivación

Hoy en día, la mayoría de los paneles solares incorporan diodos de derivación, así que ya no hay que preocuparse por eso. Sin embargo, si tiene varios paneles solares conectados en serie y uno o más presentan sombreado constante, conectar un diodo de derivación en paralelo a través del panel sombreado puede evitar que la corriente se devuelva a través de este, lo que provocaría su calentamiento y pérdida de potencia. Actúa de la misma manera que los diodos de derivación internos, pero desvía el panel completo en lugar de las celdas individuales.

Comprensión de los diodos de bloqueo

Los diodos de bloqueo se utilizan para evitar que las baterías se descarguen en sentido inverso a través de los paneles solares durante la noche. De nuevo, la corriente fluye de alto a bajo voltaje. Durante un día soleado, el voltaje de un panel solar será mayor que el de una batería de ciclo profundo, por lo que la corriente fluirá naturalmente del panel a la batería.

Por la noche, si el panel solar está conectado directamente a una batería sin controlador de carga, el voltaje del panel solar será menor que el de la batería, por lo que podría producirse un flujo retrógrado que extraiga energía de la batería. No será tan intenso como durante el día, pero podría haberlo. Por ello, antes de los controladores de carga, se instalaba un diodo de bloqueo en serie entre la batería y el panel solar, permitiendo que la energía solo entrara en la batería.

Soluciones y consideraciones modernas

Hoy en día, la mayoría de los sistemas solares cuentan con un controlador de carga entre el panel solar y la batería. Este controlador evita el reflujo de electricidad, eliminando la necesidad de un diodo de bloqueo. Sin embargo, aún existen casos en los que un diodo de bloqueo puede ser útil:

Múltiples cadenas paralelas

Si tiene varias cadenas de paneles solares en paralelo que reciben sombra en diferentes momentos, un diodo de bloqueo en serie ayudará a evitar que la energía de la cadena soleada se reenvíe a través de la cadena sombreada. Esto es común en veleros, con un panel solar tanto a babor como a estribor. Dependiendo de su amura, uno de los paneles solares puede estar completamente a la sombra y el otro completamente soleado.

Consideraciones importantes

El uso de diodos de bloqueo presenta algunas desventajas:

• Hay una ligera pérdida de voltaje a través de un diodo (aproximadamente 0,5 voltios)
• Siempre perderás un poco de potencia a través de ello.
• Una solución mejor, aunque ciertamente más costosa, es tener un controlador de carga separado para cada cadena o panel.

Sistemas híbridos

Otro ejemplo del uso de un diodo de bloqueo es en un sistema híbrido eólico-solar, donde la energía puede provenir de dos fuentes diferentes con dos voltajes distintos. Dependiendo de los controladores utilizados, un diodo de bloqueo puede ser útil para dirigir la corriente a las baterías, y solo a otras fuentes.

Precauciones de instalación

Al instalar diodos de bloqueo, recuerde:

• Tenga cuidado dónde coloca el diodo en el sistema.
• Evite colocarlo en un lugar bidireccional, como donde la corriente fluye tanto hacia la batería como hacia el inversor.
• Asegúrese de que el diodo esté diseñado para el voltaje y la corriente adecuados para manejar el flujo a través de él.

Esperamos que la información anterior le haya sido útil. ¡Gracias por su tiempo!

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