Fortschrittliche Anlagen, effiziente ProduktionEine Sperrdiode ist eine Diode, die in einer elektrischen Schaltung angeordnet ist, um zu verhindern, dass elektrischer Strom in einer bestimmten Richtung fließt. Durch die Funktion blockieren alle Dioden den elektrischen Strom; Sperrdioden werden jedoch speziell eingesetzt, um einen Rückfluss von elektrischer Energie zu verhindern, um Batterien, Ladesysteme oder Stromerzeugungssysteme zu schützen. Sperrdioden werden in grünen Energiesystemen wie Solar- oder Windkraftgeneratoren stark eingesetzt.
Dioden sind gebräuchliche Halbleiterbauelemente, die üblicherweise aus Silizium bestehen und die zur Steuerung des Stromflusses in Schaltungen verwendet werden. Eine Diode hat zwei Anschlüsse: die positiv geladene Anode und die negativ geladene Kathode. Wenn elektrische Energie durch ihre Anode in eine Diode eintritt, wird sie durch die Diode geleitet und tritt durch die Kathode aus und dann weiter zum Rest der Schaltung. Wenn jedoch elektrische Energie in die Kathode einer Diode eintritt, ist sie blockiert und kann das Gerät nicht passieren.
In einem Solarstromerzeugungssystem wird elektrische Gleichstromenergie durch die photovoltaischen Zellen des Systems erzeugt. Diese Energie fließt dann zu einem anderen Teil des Systems, der entweder die Gleichstromleistung in Wechselstrom umwandelt oder den Gleichstrom verwendet, um eine Batterie oder ein anderes Energiespeichergerät aufzuladen. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen auftrifft, fließt die von den Zellen erzeugte Leistung durch die Anode einer Sperrdiode und ohne Störung zu den anderen Systemen.
Wenn es Nacht wird, erzeugen Solarzellen keine elektrische Energie mehr. Der Unterschied in der elektrischen Ladung zwischen den Solarzellen und der Batterie- oder Umwandlungsschaltung bewirkt, dass sie versuchen, den Unterschied in der elektrischen Ladung auszugleichen, indem sie Energie an die Solarzellen senden, die diese beschädigen oder zerstören können. Wenn dies geschieht, tritt die zu den Solarzellen gesendete Energie in die Kathode der Sperrdiode ein und wird gestoppt, bevor sie die Solarzellen erreichen und beschädigen kann. Sobald die Sonne wieder aufgeht und die photovoltaischen Zellen eine elektrische Ladung erzeugen, kann die erzeugte Leistung ungehindert die Sperrdiode passieren.
Eine Sperrdiode erfüllt in einem windbetriebenen System im Wesentlichen die gleiche Funktion wie in einem Solargenerator. Der Unterschied zwischen dem Windsystem und einem Solarstromsystem besteht darin, dass ein Windsystem üblicherweise Wechselstrom erzeugt, indem ein Generator verwendet wird, der durch Schaufeln oder eine Turbine angetrieben wird. In diesem Fall kann der umgekehrte Stromfluss, der auftritt, wenn der Wind abklingt, den Generator tatsächlich so antreiben, als wäre er ein Elektromotor. Die Sperrdiode verhindert die Rückwärtsfahrt des Generators, die nicht nur den Generator beschädigen kann, sondern auch die gesamte in den Batterien des Systems gespeicherte Energie verbrauchen kann.