Dalam berbagai jenis desain panel surya, baik dioda pemintas maupun pemblokiran disertakan oleh pabrikan untuk perlindungan, pengoperasian yang andal, dan lancar. Kami akan membahas dioda pemblokiran dan bypass di panel surya dengan diagram kerja dan sirkuit secara detail di bawah ini.
Bypass Diode di panel surya digunakan untuk melindungi susunan sel fotovoltaik yang diarsir sebagian di dalam panel surya dari string fotovoltaik yang dioperasikan secara normal di bawah sinar matahari puncak di panel PV yang sama. Dalam string PV multi panel, panel atau string yang rusak telah dilewati oleh dioda yang menyediakan jalur alternatif untuk arus yang mengalir dari panel surya ke beban.
Dioda Pemblokiran di panel surya digunakan untuk mencegah baterai terkuras atau habis kembali melalui sel PV di dalam panel surya karena mereka bertindak sebagai beban di malam hari atau jika langit tertutup sepenuhnya oleh awan dll. Singkatnya, karena dioda hanya melewatkan arus di satu arah, sehingga arus dari panel surya mengalir (bias maju) ke baterai dan memblokir dari baterai ke panel surya (bias mundur).
Apa itu Dioda?
Dioda adalah perangkat semikonduktor searah yang hanya melewatkan arus dalam satu arah (bias maju yaitu Anoda terhubung ke terminal positif dan katoda terhubung ke terminal negatif). Ini memblokir aliran arus dalam arah yang berlawanan (bias terbalik yaitu Anoda ke terminal -Ve dan Katoda ke terminal +Ve).
Mereka terbuat dari bahan semikonduktor seperti Silikon dan Germanium. Mereka menawarkan resistansi tinggi terhadap arus dalam satu arah (bias mundur) dan bertindak sebagai jalur hubung singkat untuk arus dalam arah yang berlawanan (bias maju). Berikut ini adalah simbol umum dioda dengan terminal anoda dan katoda.
Sistem panel surya adalah alternatif terbaik dari energi listrik bebas jangkauan luas (mW ke MW) dan dapat digunakan dengan sistem tenaga On-Grid atau Off-Grid. Ini dapat dipasang di mana pun Anda inginkan dalam jangkauan sinar matahari untuk menghasilkan tenaga listrik.
Sel fotovoltaik di dalam panel surya adalah fotodioda semikonduktor sederhana yang terbuat dari sel silikon kristal yang saling berhubungan yang menyedot/menyerap foton dari sinar matahari langsung di permukaannya dan mengubahnya menjadi energi listrik. sel-sel fotovoltaik terhubung dalam rangkaian seri di dalam panel surya dan mereka menghasilkan tenaga listrik dalam operasi normal ketika sinar matahari mengenai sel-sel fotovoltaik ini.
Namun beberapa faktor mempengaruhi kemampuan pembangkitan daya listrik sel surya seperti kondisi lingkungan yang tidak normal yaitu hujan, hujan salju dan kelembaban, awan penuh menutupi langit, radiasi derajat matahari, perubahan suhu dan posisi susunan panel ke matahari dll.
Salah satu faktor yang paling mempengaruhi output dan efisiensi adalah panel surya yang diarsir sepenuhnya atau sebagian karena awan, pohon, daun, bangunan, dll. Dalam hal ini, beberapa panel surya sel tidak dapat menghasilkan daya karena tidak terkena sinar matahari langsung. Dalam skenario ini, sel-sel yang terpengaruh bertindak sebagai beban dan mungkin rusak karena hot-spot. Itulah alasan mengapa kita membutuhkan dioda bypass di panel surya.
Mari kita lihat di bawah bagaimana panel surya yang diarsir bisa berbahaya dan bagaimana dioda bypass mencegah panel surya atau merusak string fotovoltaik.
Sebuah sel fotovoltaik tunggal menghasilkan sekitar 0,58 volt DC pada 25°C . Dalam kasus rangkaian terbuka, biasanya nilai VOC adalah 0,5 – 0,6V sedangkan daya sel fotovoltaik tunggal adalah 1 hingga 1,5 W dalam kasus sirkuit terbuka. Jadi satu sel fotostatik 1,5W dengan 0,5V akan menghasilkan arus 3A sebagai I =P /V (1,5W / 0,5V =3 Ampere).
Misalkan, tidak ada dioda bypass yang terhubung di seluruh sel PV. Seperti yang Anda lihat, sel fotovoltaik terhubung dalam rangkaian seri (terminal positif terhubung ke terminal negatif panel surya kedua dan seterusnya).
Kita tahu bahwa arus "I" secara seri sama di setiap titik sedangkan tegangannya adalah aditif yaitu VT =V1 + V2 + V3 … Vn . Jadi tegangan total VT =0.5V + 0.5V + 0.5V =1.5V.
Sebagai operasi normal, semua sel fotovoltaik bekerja dengan sempurna yaitu ketiga sel PV menghasilkan daya pengenal dalam arus dan volt. Daya adalah aditif dalam koneksi seri dan paralel. Jadi kami mendapatkan daya pengenal maksimum yang ideal dalam Ampere dan volt. Aliran arus ditunjukkan dalam garis putus-putus biru dari sel PV ke beban keluaran. 
Tapi bagaimana dengan sel yang diarsir? Dan bagaimana jika tidak ada dioda bypass juga? Mari kita lihat apa yang terjadi selanjutnya.
Jika daun atau awan jatuh, sel fotovoltaik yang diarsir tidak akan dapat menghasilkan energi listrik dan bertindak sebagai beban semikonduktor resistif. Dalam kasus tidak adanya dioda bypass, energi yang dihasilkan oleh sel PV string yang menghadap sinar matahari langsung akan mulai mengalir ke sel yang diarsir karena mereka juga berperilaku sebagai beban. Arus yang berlebihan ini akan membuat sel beban yang diarsir menjadi panas karena menghilangkan daya yang mengarah ke titik panas dan dapat merusak atau membakar sel yang terpengaruh.
Saat terjadi penurunan tegangan pada sel yang diarsir, sel normal tanpa bayangan mencoba menyesuaikan penurunan tegangan dengan meningkatkan tegangan rangkaian terbuka. Dengan cara ini, sel PV berbayang yang terpengaruh menjadi bias hormat dan tegangan negatif muncul dalam arah yang berlawanan melintasi terminalnya. Tegangan negatif ini menyebabkan arus mengalir dalam arah yang berlawanan pada sel PV terarsir yang terpengaruh yang mengkonsumsi daya pada laju arus operasi dan arus hubung singkat ISC . Dengan cara ini, sel yang diarsir di dalam panel surya akan menghilangkan daya alih-alih menghasilkannya karena penurunan tegangan balik terjadi di dalamnya karena aliran arus elektronik. Seluruh proses ini akan menurunkan efisiensi keseluruhan atau dapat menyebabkan kerusakan dan ledakan sel PV di panel surya.
Garis putus-putus biru menunjukkan aliran arus yaitu beberapa arus mengalir dari sel normal# 1 dan sel# 3 ke sel berbayang yang terpengaruh# 2. Dalam kasus rangkaian terbuka, semua arus dapat mengalir ke sel yang terpengaruh sementara dalam kasus beban terhubung ke panel PV, sebagian arus mengalir ke beban dengan laju yang menurun. 
Sekarang, inilah alasan kita membutuhkan dioda bypass di panel surya. Mari kita lihat apa yang terjadi ketika ada dioda bypass di panel PV sebagai berikut.
Sekarang, mari kita lihat bagaimana kita dapat melindungi panel surya atau susunan dan string fotovoltaik dari sebagian efek sel PV yang diarsir sepenuhnya. Itu adalah dioda Bypass. Dioda bypass dapat digunakan dengan menghubungkannya secara paralel dengan sel PV dari rangkaian string yang terhubung seri untuk menghilangkan faktor risiko dan melindungi panel surya dari kerusakan dan ledakan keseluruhan jika terjadi bayangan penuh atau sebagian.
Dioda bypass terhubung secara eksternal (secara paralel) dengan sel fotovoltaik dalam bias terbalik (Terminal anoda terhubung ke +Ve dan Katoda ke sisi -Ve sel surya) yang menyediakan jalur alternatif untuk aliran arus dalam kasus sel yang diarsir. Dioda bypass bias balik tidak akan mengizinkan arus yang dihasilkan dalam sel normal ke dalam sel yang diarsir.
Aliran arus yang dihasilkan ditunjukkan oleh garis putus-putus berwarna biru. Dalam kasus langit cerah, yaitu sinar matahari puncak, arus yang dihasilkan tidak akan mengalir melalui dioda bypass seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus merah karena bias balik dan bertindak sebagai rangkaian terbuka. Jadi total daya yang masuk ke pengisian baterai atau beban terhubung tanpa mempengaruhi efisiensi seperti yang diharapkan. 
Tetapi apa yang terjadi ketika ada awan atau bayangan bangunan pada sebagian sel? mari kita lihat ikuti.
Dalam kasus awan atau salju dll, sel #2 terpengaruh dan tidak akan dapat menghasilkan daya sehingga menjadi resistor semikonduktor yang bertindak sebagai beban sekarang. Sekarang sel yang diarsir memberikan daya negatif (ingin menghilangkan daya alih-alih menghasilkannya), dioda bypass di seluruh sel diaktifkan (seperti dalam bias maju sekarang) dan mengalihkan aliran arus ke beban seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus biru melewati sel yang diarsir pada gambar.
Singkatnya, dioda bypass yang terhubung melintasi sel yang diarsir#2 memberikan jalur alternatif untuk mengalirkan arus dari sel#1 ke sel#3 dan kemudian memuatnya. Dengan cara ini, dioda bypass mempertahankan operasi sel PV yang andal dan lancar tanpa merusak sel PV atau susunan string fotovoltaik keseluruhan dengan laju daya yang berkurang karena sel #2 tidak dapat menghasilkan daya listrik. 
Ada dua jenis dioda yang digunakan sebagai dioda bypass pada panel surya yaitu dioda PN-Junction dan dioda Schottky (juga dikenal sebagai dioda penghalang Schottky) dengan berbagai arus peringkat. Dioda Schottky memiliki penurunan tegangan maju yang lebih rendah sebesar 0,4V dibandingkan dengan dioda PN-Junction silikon normal yaitu 0,7V.
Artinya ketika dibias maju, dioda Schottky menghemat hampir level tegangan sel fotovoltaik tunggal (yaitu 0,5V) di setiap string seri. Dengan kata lain, ini memberikan operasi sel fotovoltaik yang efisien karena disipasi daya yang lebih rendah dalam mode pemblokiran.
Keuntungan lain dari dioda bypass yang terhubung paralel dengan sel surya adalah ketika dioperasikan (yaitu bias maju), penurunan tegangan maju adalah 0,4V (dan 0,7V jika terjadi PN-Junction diode) yang membatasi kebalikan yaitu tegangan negatif yang dihasilkan oleh sel yang diarsir yang mengarah untuk mengurangi kemungkinan membuat hot-spot. Kenaikan suhu dapat menyebabkan pembakaran atau kerusakan sel PV, tetapi dalam kasus dioda bypass, sel yang diarsir akan kembali ke operasi normal ketika awan telah dihilangkan. Yang disebutkan di atas adalah alasan pasti mengapa ada dioda bypass di panel surya.
Menghubungkan dioda bypass di setiap sel PV akan menghasilkan desain yang mahal dan rumit. Oleh karena itu, pabrikan memasang dioda pemintas secara eksternal di kotak sambungan panel surya (sisi belakang panel PV) ke array string alih-alih sel PV tunggal.
Biasanya, dua dioda bypass cukup untuk panel surya 50W yang memiliki 36-40 sel PV individu dan mengisi daya sistem baterai seri 12V hingga 24V atau paralel tergantung pada arus dan rating tegangan yaitu 1- 60A dan 45V untuk dioda Schottky.
Seperti disebutkan di atas, dioda mengalirkan arus hanya dalam satu arah (bias maju) dan memblokir dalam arah yang berlawanan (bias mundur).
Inilah yang sebenarnya dilakukan dioda pemblokiran pada panel surya. Selama operasi normal sel surya di bawah sinar matahari yang cerah, sel surya menghasilkan energi listrik dan melewatkan aliran elektron dalam satu arah yaitu dari panel surya ke baterai atau pengontrol muatan dan beban terhubung lainnya.
Pada malam hari, awan atau tidak ada beban di tempat teduh, baterai yang terhubung akan memberikan arus ke sel surya karena sel surya berperilaku seperti resistor normal. Untuk mengatasi masalah ini, dioda pemblokiran digunakan untuk memblokir aliran arus kembali ke panel surya yang mencegah pengurasan baterai serta melindungi sel surya dari titik panas karena disipasi daya di dalamnya yang menyebabkan kerusakan sel surya. 
Singkatnya, dioda pemblokiran hanya menyediakan jalur tunggal untuk arus dari panel surya ke baterai dan memblokir arus dari baterai ke sel surya pada malam hari seperti halnya sel surya bertindak sebagai beban alih-alih menghasilkan energi.
Perlu diingat bahwa dioda pemblokiran dipasang secara seri dengan panel surya. Gambar berikut menunjukkan kombinasi dioda pemblokiran yang dihubungkan secara seri dan dioda bypass yang dihubungkan secara paralel dengan panel surya.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, daun jatuh di sel# 3. Dengan cara ini, arus yang dihasilkan akan mengalir dari sel#1 dan sel#2 ke output seperti itu sedang dalam operasi normal. Arus akan mengalir melalui dioda bypass melintasi sel# 3 yang terpengaruh dan sel#4 dan ke beban kemudian melalui dioda pemblokiran yang merupakan operasi sistem tenaga surya yang andal seperti yang diharapkan. 
Saya harap ini memperjelas konsep bahwa apa saja dioda yang melewati dan memblokir di kotak sambungan di sisi belakang panel surya.
Teknologi Industri
Di antara komponen paling mendasar dalam elektronik modern adalah dioda. Perangkat ini memungkinkan berbagai fungsi penting dilakukan secara elektronik. Penyearah, osilator, pengatur tegangan, dan mixer – semuanya membutuhkan dioda untuk berfungsi. Dioda datang dalam berbagai bentuk. Mari kita liha
Dioda Tabung Vakum Amplop Logam Belakangan ini, kita telah melihat banyak kemajuan teknologi di bidang perangkat listrik. Saat ini, kita dapat menemukan sekumpulan transistor yang membuat gerbang logika dan memungkinkan komputasi. Tapi, komputer sudah ada sebelum penemuan transistor dan arus sear
Jika Anda seorang insinyur atau desainer elektronik, Anda tahu bahwa hampir setiap sirkuit memiliki dioda. Memang, mereka adalah salah satu komponen paling umum di sirkuit. Dan Anda dapat menggunakannya untuk beberapa aplikasi, termasuk peralihan, perlindungan, dan aplikasi lainnya. Terlepas dari b
Energi matahari apakah bersih , terbarukan dan kaya akan cadangan , jadi ini adalah salah satu energi yang paling banyak digunakan di dunia. Jika Anda memutuskan untuk menjadikan energi surya sebagai bagian dari keunggulan produk Anda, terima kasih untuk bumi, Anda harus terlebih dahulu mengetahui
