السلام عليكم ... سأحاول جاهداً الإختصار وعدم الدخول في التفاصيل الصغيرة لأن الموضوع طويل و على من أراد أن يستزيد الرجوع إلى المراجع العلمية.
الدايود أو (الصمام الثنائي) (DIODE):
هو عنصر كهربائي يسمح للتيار الكهربائي بالسريان في إتجاه معين بينما لا يسمح له بالسريان بلإتجاه المعاكس.
توصل الخلايا بالتوالي في أغلب الألواح الشمسية و غالباً يتكون اللوح الشمسي من 36 , 60, او 72 خلية.
تكمن المشكلة في حال تعرضت أحد أو بعض الخلايا للظل (لأي سبب مثل وقوع أوراق الشجر عليها), حيث تزيد مقاومة هذة الخلية المظللة و تقوم هذة الخلية بإعاقة مرور التيار عبرها مما يسبب إلى فقدان الطاقة الناتجة من بقايا خلايا اللوح و أيضاً يؤدي ذلك إلى إرتفاع درجة حرارة هذة الخلية لتحول الطاقة الكهربائية إلى حرارية فيها. و تؤدي هذة الحرارة الزائدة إلى إحتراق الخلية و تلفها و تعرف هذة الظاهرة بظاهرة البقعة الحارة (Hot Spot).
لحل مثل هذة المشكلة يتم إستخدام الدايودات و توجد الدايودات في اللوح الشمسي بإستخدامين مع أنها قد تكون من نفس النوعية و لكن توصيلها يختلف.
دايودات الإلتفاف - Bypass Diodes
تستخدم دايودات الإلتفاف التي تأتي موصلة خلف اللوح داخل صندوق التوصيل. و تسمح هذة الدايودات للتيار بالإلتفاف على الصف الذي توجد به خليه مظللة مما يسمح للتيار الناتج من صفوف الخلايا الأخرى بالعبور عبر الدايود و ذلك يؤدي إلى تقليل فاقد الطاقة و بالتالي تقليل نسبة الحرارة المتولدة في الخلية و الصف المظلل. كما يجب أن تكون قيمة فرق الجهد العكسية لدايود الإلتفاف تساوي أو أكبر من ضعف أعلى فرق جهد للوح (فرق جهد الدائرة المفتوحة) (2*Voc ).
مع أن إستخدام الدايود له فوائد إلى أنه يخفظ من الجهد الكلي قليلاً و يصعب توصيل كل خلية بدايود منفصل بسبب التكلفة. لذلك فإن أغلب الالواح تستخدم إثنين أو ثلاثة دايودات بحيث يكون كل دايود مخصص لعدد معين من الخلايا.
* ملحوظة مهمه: عند تظليل صف عمودي (العرضي بحالة الشكل) كامل للخلايا فإن الطاقة الناتجة شبه منعدمة بينما لو تظلل صف أفقي (الطولي بحالة الشكل) كامل فإن الفاقد لا يتجاوز الثلث أو الربع. و لذلك يجب مراعاة وضع اللوح بالشكل الذي يعطي أقل فاقد إن كان لا بد من وجود ظل عليه في أي وقت من الأوقات (شاهد الفيديو الموجود في التعليقات).
دايودات الحجب - Blocking Diode
بخلاف دايودات الإلتفاف فإن دايودات الحجب لا تأتي مع أو داخل اللوح و يجب تركيبها خارجياً عند الحاجة (و لاحظت أن الكثير يظن أنها تأتي في اللوح أو عدم أهميتها و يهملها, و هذا غلط كبير بالذات للمنظومات الكبيرة). تستخدم دايودات الحجب عند توصيل الألواح أو المصفوفات على التوازي (يكون متطلب لثلاث مصفوفات أو أكثر), لأنه عند تظلل لوح أو مصفوفة من الألواح فإن بعض أو أغلب (بحسب قيمة مقاومة البطارية و المصفوفة المظللة) التيار الخارج من باقي المصفوفات سيذهب إلى المصفوفة أو اللوح المظلل مما يسبب إرتفاع الحرارة و حدوث ظاهرة البقعة الحارة فيه و يتلف.
أعراض تلف الدايود في اللوح الشمسي:
يتلف الدايود بطريقتين, إما يصبح دائرة مغلقة أو دائرة مفتوحة. من أهم أعراض تلف الدايود باللوح الشمسي هي نقص ملحوظ في الناتج الكلي لطاقة اللوح (يعتمد على عدد الدايودات التالفة) و غالباً يكون النقص الكبير في شدة التيار للوح في حال وجود ظل على الخلايا الموصلة بالدايود التالف بشكل دائرة مفتوحة. أما عند وجود نقص ملحوظ في فرق الجهد الكلي للوح فذلك غالباً يدل على خلل في الدايود بشكل دائرة مغلقة. و من أنسب الطرق لمعرفة وجود دايودات تالفة هي مراقبة ناتج الألواح و أيضاً بإستخدام الكشف الحراري للبحث عن الخلايا ذات الحرارة الزائدة في اللوح.
كيفية فحص الدايود:
يمكن فحص الدايود بإستخدام الملتيميتر و بسهولة عبر طريقتين:
- الطريقة الأولى: و الأفضل هي عبر إستخدام خاصية فحص الدايود و تتوفر في كثير من أجهزة الملتيميتر و يكون شكلها. أولاً يجب فصل الدايود من الدائرة الكهربائية (أو فصل الدائرة الكهربائية), ثم ضع الطرف الموجب (الأحمر) على طرف الأنود للدايود و الطرف السالب (الأسود) على الكاثود. إذا كان الدايود سليم, يجب أن تكون القراءة مقاربة ل 0.7 فولت و إذا عكسنا الأقطاب فإن الدائرة تصبح مفتوحة (OL) أو قيمة عالية جداً. أما إذا كانت القراءة دائرة مفتوحة (OL) بكلى التوصيلين فإن الدايود تالف و اصبح دائرة مفتوحة, أما إذا أعطي قيمة فولتية صغيرة ما تقارب 0.4 بالجهتين فإنه تالف و أصبح دائرة مغلقة.
- الطريقة الثانية: تستخدم هذة الطريقة في حال عدم توفر خاصية فحص الدايود, يمكن إستخدام خاصية الأوميتر او قياس المقاومة و تكون كالتالي. قم بفصل الدايود من الدائرة الكهربائية أو تأكد بأن الدائرة الكهربائية مفتوحة, ثم ضع الطرف الموجب (الأحمر) على طرف الأنود للدايود و الطرف السالب (الأسود) على الكاثود, يجب أن تكون القراءة (دائرة مغلقة) أو مقاومة صغيرة جداً قريبة للصفر و إذاعكسنا الأقطاب فإن الدائرة تصبح مفتوحة (OL) أو تعطي قيمة كبيرة جداً.