Propósito de usar diodos con panel solar

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He estado trabajando en un diseño basado en energía solar. Mientras navegaba por algunos circuitos en Internet, me encontré con estos diseños a continuación

En estos diseños, ¿por qué se agregó un diodo entre el panel solar y el chip regulador de voltaje? Entiendo que generalmente se usará un diodo junto con un panel solar para evitar el flujo inverso de corriente que a su vez podría dañar el panel en condiciones oscuras.

Pero realmente no entiendo su uso en los diseños anteriores. ¿Existe la posibilidad de que el flujo de corriente inversa de estos chips reguladores al panel? Solo puedo imaginar que eso suceda cuando el panel esté conectado directamente a una batería.

— Frank Donald
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Hay una serie de escenarios que darán como resultado una corriente inversa en un panel. Dado que un panel cuesta alrededor de $ 200, una inversión de $ 2.00 en un diodo es sin duda dinero bien gastado, ¡incluso si no tiene la intención de conectar una batería!

— Guill

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Casi todos los reguladores de voltaje tienen una ruta hacia atrás desde la salida hacia su entrada porque no están diseñados para manejar el bloqueo de la corriente inversa. Por lo tanto, la batería volvería a agotarse en el panel solar cuando no haya suficiente luz sobre el panel.

Por ejemplo, aquí está el circuito interno de un LM338 en su primer esquema:

( Desde aquí )

Si bien hay una ruta desde la salida del regulador hacia la entrada a través de los diodos D2 y D3, es a través de resistencias de alto valor. Su mayor problema es que alimentará el voltaje de la batería a través de R22 160 Ohms en la base de Q26 en su colector y hacia su panel solar sin el diodo de bloqueo. Y hay otros caminos como ese a través de otras partes de ese circuito.

Por lo tanto, además de las conexiones de panel invertidas, como señaló @analogsystemsrf, evita que la batería se descargue de nuevo a través de su regulador al panel solar.

Sin embargo, en su segundo circuito, el diodo es redundante porque la batería ya tiene un diodo en serie. Pero el diodo en el panel solar puede servir para evitar daños por conexiones inversas.

— Vince Patron
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Re. redundancia en el segundo circuito: no sé qué tan frágiles son los paneles, pero ¿podría el condensador C1 causar problemas sin el diodo?

— TripeHound

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Lo dudo. C1 es tan pequeño y las células solares son básicamente una pila de diodos en serie con una GRAN cantidad de área de superficie, así que estoy seguro de que pueden manejar la corriente de retorno. El VREG necesita al menos un poco de capacitancia para la estabilidad, por lo que no puede deshacerse de C1. Realmente sería el regulador de voltaje que sería la parte más vulnerable si termina la corriente de retorno en el panel solar.

— Vince Patron

Gracias por la respuesta, realmente ayuda. Pero aquí hay un escenario alternativo donde tengo la intención de no usar una batería en mi proyecto, ya que podría hacer que las cosas sean voluminosas (sé que no es la forma estándar de hacer las cosas). Tengo la intención de alimentar un circuito simple usando el panel solar directamente simplemente estabilizando el voltaje usando un condensador. Pero estoy pensando en usar un condensador grande, digamos alrededor de 10 uf para proporcionar una estabilidad moderada en ausencia de batería. Entonces, ¿debería necesitar diodo después del panel @VincePatron? ¿También se ven afectados los chips IC cuando tienen poca potencia?

— Frank Donald

No creo que 10 uF sea un problema en absoluto. El peor de los casos es pleno sol y luego de repente se oscurece (como dentro de 0 microsegundos), todos los 10 uF * Voltios (energía en Coulombs) se vierten en la célula solar. No es problema. La celda tiene un área enorme para absorber la corriente. Sí, los circuitos integrados se ven afectados si hay poca tensión. La velocidad de cambio se hace más lenta. Cambio de umbral lógico. Los circuitos pueden tener errores lógicos. Las MCU generalmente son lo suficientemente inteligentes como para mantenerse en el reinicio, pero podrían reiniciar, reiniciar, reiniciar el bucle. Lea las hojas de datos y las especificaciones de sus componentes e IC.

— Vince Patron

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Muchas gracias @VincePatron marcó su respuesta como aceptada. Y gracias a todos por ofrecer ayuda

— Frank Donald

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El diodo se usa para evitar la retroalimentación en la celda desde la batería. Durante el día, la célula solar genera un voltaje más alto que el voltaje de la batería, por lo tanto, la corriente fluye hacia la batería. Cuando la celda está cubierta o es de noche, el voltaje a través de la celda es de 0V, por lo que la batería, con su voltaje más alto, intentaría alimentar la corriente a la celda, por lo tanto, drenando y posiblemente dañando la celda. El diodo bloquea la corriente en esta dirección, por lo que la batería no puede descargarse en la celda.

— Alexander Krämer
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¿Cuánto es posible dañar una célula? Recientemente detecté que mi condensador 22000uf se descargó de nuevo en polarización inversa. Los condensadores tienen un tiempo de descarga muy pequeño.

— payam_sbr

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Para proteger contra conexiones REVERSAS del panel.

Y, como dicen otras respuestas, permitir que los paneles fallidos (o paneles sombreados) se "desconecten" automáticamente de la salida de corriente total.

— analogsystemsrf
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¿Puedes por favor elaborar más?

— Mayank

& Mayank investigan qué sucederá si las conexiones del panel se invierten y no hay un diodo instalado. Además, cuando hay varios paneles en serie, se instalan diodos de derivación en caso de que falle un panel.

— Solar Mike

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Dudo que este sea el caso. Los paneles solares no están destinados a ser conectados y desconectados dos veces al día por personas no calificadas que no pueden molestarse en observar la polaridad.

— Dmitry Grigoryev

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El primer diodo se usa para proteger contra la conexión inversa del panel. El segundo diodo a la derecha se usa para detener la alimentación del regulador de la batería.

— Martín
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