Wat zijn by-pass diodes en waar dienen ze voor?

In zonnepanelen die uit allemaal individuele zonnecellen bestaan, vervullen de by-pass diodes een belangrijke rol wanneer cellen in de schaduw liggen of met vuil bedekt zijn. Hoe werkt dat precies?

De kristallijne zonnepanelen die het overgrote deel vormen van de panelen op de markt, bestaan uit allemaal individuele zonnecellen die aan elkaar gekoppeld zijn met een stroomdraad. Veel standaard panelen zijn 60- of 72-cels panelen, wat betekent dat er in de lengterichting 10 of 12, en in de breedterichting 6 zonnecellen in zitten, en bij SunPower panelen is dat net iets meer, met 12 bij 8 cellen.

De cellen zijn allemaal achter elkaar aan geplakt, in de lengterichting, zoals in het plaatje hiernaast (de rode lijn geeft de richting van de stroom weer).

Het is duidelijk dat de stroom door alle cellen heen vloeit. Maar wat gebeurt er als een cel kapot is, en geen stroom meer doorlaat? Dan zou er geen stroom meer vloeien, en zou het paneel, en misschien wel de hele installatie, niets meer produceren.

Daarom zitten er in alle panelen by-pass diodes (omleidings-diodes). We kunnen dit vergelijken met een soort overloop-kraantjes. Als de stroom ergens geblokkeerd is, dan zorgt de bypass-diode dat er een alternatieve route is voor de stroom, zodat ze toch ongehinderd kan doorstromen. Er zitten meestal 3 of (bij SunPower) 4 by-pass diodes in ieder paneel, zoals in het plaatje hierboven. De zwarte pijltjes zijn de by-pass diodes.

Als er nu een cel kapot zou zijn, dan zou de stroom niet meer door alle andere cellen van het paneel vloeien, maar zou er meteen één derde (voor SunPower: één kwart) van het paneel worden overgeslagen (‘ge-by-passed’), zoals in het plaatje links. Het rode kruis geeft aan waar de kapotte cel zit, en de stroom volgt de rode lijn.

De by-pass diodes zijn dus bijzonder nuttig. Zonder deze diodes zou een klein defect een ramp betekenen voor de opbrengst. Eventueel kan een paneel in zijn geheel ‘ge-by-passed’ worden, als de stroom langs alle drie (of vier) by-pass diodes zou vloeien.

By-pass diodes spelen ook een belangrijke rol bij schaduw; hierover vertellen we meer in dit artikel.