Definition

Die Bypass-Diode ist eine elektronische Komponente, die vorwiegend in Solarmodulen eingesetzt wird, um die Leistung von Photovoltaikanlagen unter teilweise verschatteten Bedingungen zu optimieren und Schäden durch Hotspots zu verhindern.

Funktion

In einer Photovoltaikanlage mit mehreren in Reihe geschalteten Solarmodulen kann Verschattung eines Moduls zu Leistungsverlusten führen und durch umgekehrte Stromflüsse auch zu Schäden. Weil weniger Licht auf die verschatteten Zellen trifft, verringert sich dort die erzeugte Spannung erheblich, während die Stromstärke fast unverändert bleibt. In diesem Fall fließt ein Teil des Stroms um die verschatteten Zellen herum – über die Bypass-Diode.

Einbau

Einbauort

Normalerweise werden Bypass-Dioden im Anschlusskasten der Solarmodule eingebaut. In moderneren Modulen werden sie häufig direkt in die Modulverkapselung integriert.

Einbauweise

Die Bypass-Dioden werden in Sperrrichtung, das heißt gegen die normale Stromflussrichtung, in Serie zu den Solarmodulum-Zellsträngen geschaltet. Unter normalen Bedingungen (keine Verschattung) sind die Dioden inaktiv.

Vorteile

• Schutz vor Hotspots: Unter Verschattungen kann es zu Wärmeentwicklungen (sog. Hotspots) kommen, die das Modul beschädigen oder sogar zerstören können. Bypass-Dioden verhindern dies, indem sie bei Bedarf den Strom um die problematischen Zellen herumleiten.
• Optimierte Leistung: Durch die Bypass-Dioden wird die Minderleistung eines verschatteten Moduls kompensiert, wodurch die Gesamtleistung der Anlage verbessert wird.
• Erhöhte Lebensdauer: Die Verwendung von Bypass-Dioden erhöht die Lebensdauer der Solarmodule durch Vermeidung von Hotspots.

Nachteile

• Kosten: Bypass-Dioden bedeuten zusätzliche Kosten in der Produktion von Solarmodulen.
• Ausfall: Wie jede elektronische Komponente können auch Bypass-Dioden ausfallen, was zu einem Leistungsabfall der gesamten Anlage führen kann.

Anwendungsbereich

Bypass-Dioden kommen primär in Photovoltaikanlagen zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um eine Technologie, die in fast allen Solarmodul-Typen angewendet wird, um ihre Effizienz zu erhöhen und ihre Lebensdauer zu verlängern.