Objetivo do uso de diodo com painel solar

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Eu tenho trabalhado em um projeto baseado em energia solar. Enquanto navegava por alguns circuitos na Internet, me deparei com esses desenhos abaixo

Nesses projetos, por que um diodo foi adicionado entre o painel solar e o chip do regulador de tensão? Entendo que um diodo será normalmente usado junto com um painel solar para evitar o fluxo reverso de corrente que, por sua vez, pode danificar o painel em condições escuras.

Mas eu realmente não entendo seu uso nos desenhos acima. Existe a possibilidade de fluxo de corrente reversa desses chips reguladores para o painel? Só posso imaginar isso acontecendo quando o painel está conectado diretamente a uma bateria.

— Frank Donald
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Existem vários cenários que resultarão em corrente reversa em um painel. Como um painel custa cerca de US $ 200, um investimento de US $ 2,00 em um diodo, certamente é dinheiro bem gasto - mesmo que você não pretenda conectar uma bateria!

— Guill

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Quase todos os reguladores de tensão têm um caminho inverso da saída para a entrada porque não foram projetados para lidar com o bloqueio da corrente reversa. Portanto, sua bateria retornará ao painel solar quando houver luz insuficiente no painel.

Por exemplo, aqui está o circuito interno de um LM338 em seu primeiro esquema:

( Daqui )

Embora exista um caminho entre a saída do regulador e a entrada pelos diodos D2 e D3, é através de resistores de alto valor. Seu maior problema é que você estará alimentando a voltagem da bateria através do R22 160 Ohms na base do Q26 no coletor e no painel solar sem o diodo de bloqueio. E existem outros caminhos como esse através de outras partes desse circuito.

Portanto, além das conexões invertidas do painel, como @analogsystemsrf, evita que a bateria seja descarregada de volta através do regulador para o painel solar.

No entanto, no seu segundo circuito, o diodo é redundante porque a bateria já possui um diodo em série. Mas o diodo no painel solar pode servir para evitar danos causados por conexões reversas.

— Vince Patron
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Ré. redundância no 2º circuito: não sei quão frágeis são os painéis, mas o capacitor C1 poderia causar problemas sem o diodo?

— TripeHound

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Eu duvido. C1 é tão pequeno e as células solares são basicamente uma pilha de diodos em série com uma enorme quantidade de área de superfície, então eu tenho certeza que eles podem lidar com a corrente de retorno. O VREG precisa de pelo menos um pouquinho de capacitância para estabilidade, portanto não pode se livrar do C1. Seria realmente o regulador de tensão que seria a parte mais vulnerável se você acabasse retornando a corrente ao painel solar.

— Vince Patron

Obrigado pela resposta que realmente ajuda. Mas aqui está um cenário alternativo em que pretendo não usar uma bateria no meu projeto, pois isso pode tornar as coisas volumosas (sei que não é a maneira padrão de fazer as coisas). Pretendo alimentar um circuito simples usando o painel solar diretamente, apenas estabilizando a tensão usando um capacitor. Mas estou pensando em usar um capacitor grande, digamos em torno de 10uf para fornecer estabilidade moderada na ausência de bateria. Então, eu ainda preciso de diodo após o painel @VincePatron. Os chips IC também são afetados quando estão com pouca potência?

— Frank Donald

Eu não acho que 10 uF será um problema. Na pior das hipóteses, é sol pleno e, de repente, fica escuro (como dentro de 0 microssegundos), todos os 10 uF * Volts (energia em Coulombs) são despejados na célula solar. Nada demais. Celular tem uma área enorme para absorver a corrente. Sim, os CIs são afetados se houver subtensão. A velocidade de comutação fica mais lenta. Mudança de limiar lógico. Os circuitos podem ter erros de lógica. As MCUs geralmente são inteligentes o suficiente para se manterem redefinidas, mas podem reiniciar, reiniciar, reiniciar o loop. Leia as planilhas de dados e as especificações de seus componentes e ICs.

— Vince Patron

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Muito obrigado @VincePatron marcou sua resposta como aceita. E obrigado a todos por oferecer ajuda

— Frank Donald

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O diodo é usado para impedir o retorno da bateria para a célula. Durante o dia, a célula solar gera uma voltagem maior que a voltagem da bateria, portanto, a corrente está fluindo para a bateria. Quando a célula está coberta ou é noturna, a voltagem é de 0V, então a bateria, com uma voltagem mais alta, tenta alimentar a corrente, drenando e possivelmente danificando a célula. O diodo bloqueia a corrente nessa direção, para que a bateria não possa descarregar na célula.

— Alexander Krämer
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Quanto é possível danificar uma célula? Recentemente eu detectei meu capacitor 22000uf foi descarregado de volta em polarização reversa. Os capacitores têm um tempo de descarga muito pequeno.

— payam_sbr

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Proteger contra as conexões do painel REVERSO.

E, como outras respostas indicam, permitir que painéis com falha (ou painéis sombreados) sejam "desconectados" automaticamente da saída total de corrente.

— analogsystemsrf
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Você pode elaborar mais.

— Mayank

& Mayank investigará o que acontecerá se as conexões do painel forem invertidas e não houver diodo instalado. Além disso, quando existem vários painéis em série - os diodos de desvio são instalados no caso de um painel falhar.

— Solar Mike

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Duvido que seja esse o caso. Os painéis solares não devem ser conectados e desconectados duas vezes por dia por pessoas não qualificadas que não podem se preocupar em observar a polaridade.

— Dmitry Grigoryev

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O primeiro diodo é usado para proteger contra a conexão do painel reverso. O segundo diodo à direita é usado para parar o regulador de energia da bateria.

— Martin
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