Bypass-Diode

Eine Photozelle ist vom Prinzip her nichts anderes als eine Halbleiterdiode. Eine Bypass-Diode ist quasi eine „Umleitung“ (Bypass) für den Solarstrom.

Bei Photovoltaik Modulen, in denen mehrere Zellen zusammengeschaltet sind, die wiederum zum Solargenerator verschaltet sind, kann es vorkommen, das in einer oder mehreren Zellen kein Strom fließt. Dies kann durch Verschmutzungen ebenso hervorgerufen werden wie durch Verschattungen. Daraus können Überhitzungen und Defekte im Modul entstehen (Hot Spots). An diesen Stellen funktioniert eine Photozelle plötzlich wie ein Widerstand.

Gleichzeitig wirkt ein anderer Effekt: Der gesamte Strom, den das Solarmodul bringen kann, hängt vom schwächsten Glied ab – bei einem Defekt oder Ähnlichem produziert also die gesamte Anlage deutlich weniger Solarstrom. Durch die Bypass-Diode wird die verschmutzte Stelle umgangen, sodass Defekte verhindert werden. Auch der Ertrag des gesamten Moduls wird beim Einsatz einer Bypass-Diode nicht vermindert.

Eine Diode lässt den Stromfluss nur in eine Richtung zu. Die Bypass-Diode wird antiparallel zu den Zellen geschaltet und ist im normalen Betriebszustand in Sperrrichtung gepolt.

Liefert nun eine (oder mehrere) Zellen keinen Strom, dann kann dieser durch die Bypass-Diode fließen und verhindert damit Hot Spots und Mindererträge. Die Sperrspannung einer Bypass-Diode entspricht ungefähr der Leerlaufspannung des Moduls.

In modernen Photovoltaik Modulen sind Bypass-Dioden bereits integriert. Natürlich gibt es nicht für jede Solarzelle eine eigene Bypass-Diode. Circa 4 Bypass-Dioden pro Modul sind allerdings üblich. Aber auch zwei oder sechs Bypass-Dioden für ein Modul kommen vor. Damit wird dann eine unterschiedliche Anzahl an Photozellen durch eine Bypass-Diode geschützt. Die Bypass-Dioden befinden sich teilweise in der Anschlussdose.