태양광 다이오드

바이패스와 블로킹

태양광 모듈 보호에는 바이패스 다이오드와 블로킹 다이오드가 쓰인다.

바이패스 다이오드는 음영·고장 셀을 우회시키는 소자다.

블로킹 다이오드는 축전지 쪽에서 어레이로 역전류가 흐르지 않도록 막는다.

직렬 셀과 핫스팟

태양광 모듈은 셀을 직렬로 묶어 전압을 높인 구조다.

셀 하나에 그늘이 지면 그 셀이 전류의 통로를 막는다.

나머지 셀의 전류가 그 셀을 통과하며 열이 생기고, 이것이 핫스팟이다.

바이패스 다이오드의 연결

바이패스 다이오드는 모듈이나 셀 묶음과 병렬로 연결된다.

정상 동작 중에는 개방 상태라 전류가 흐르지 않는다.

음영이나 고장으로 역전압이 걸리면 도통하여 그 구간의 전류를 우회시킨다.

블로킹 다이오드의 연결

블로킹 다이오드는 스트링이나 어레이 출력선에 직렬로 놓인다.

야간처럼 태양광 전압이 축전지보다 낮으면 축전지 전류가 어레이로 되돌아온다.

블로킹 다이오드는 이 역류를 막아 축전지 방전과 모듈 가열을 방지한다.

두 소자 비교

두 다이오드는 연결 위치와 보호 대상이 다르다.

바이패스는 병렬, 블로킹은 직렬로 연결된다.

그래서 답안에는 셀 단위 과열 방지와 역류 방지를 나눠 쓰는 것이 정확하다.

손실 계산 예제

바이패스 다이오드의 손실은 순방향 전압과 우회 전류의 곱으로 구한다.

순방향 전압 0.5V, 우회 전류 8A라면 손실은 4W다.

다이오드 3개가 모두 도통하면 약 12W가 되므로 발열 관리가 필요하다.

핵심 정리

정리하면 바이패스 다이오드는 모듈과 병렬로 음영 셀을 우회시킨다.

블로킹 다이오드는 스트링과 직렬로 연결되어 역전류를 막는다.

두 소자의 위치와 목적을 구분해 쓰는 것이 시험 답안의 핵심이다.