Eine Bypass-Diode ist ein elektronisches Bauteil, das typischerweise in Solarpanel-Arrays eingebaut wird, um abgeschattete oder schwache Panels vor Überhitzung und möglichen Schäden zu schützen. Solarpanel-Arrays funktionieren ordnungsgemäß, wenn alle Ausgänge der einzelnen Panels ausgeglichen sind. Wenn ein oder mehrere Panels abgeschattet, schwach oder funktionsunfähig werden und diese durchschnittliche Leistung nicht mehr erzeugen, wird in ihnen ein Überstromzustand verursacht. Dieser Zustand führt zu heißen Stellen in den Plattenzellen, was einen Abfall des Gesamtwirkungsgrads der Anordnung verursacht und schließlich zu einer thermischen Zerstörung der nicht betriebsbereiten Platten führt. Eine Bypass-Diode ist eine einfache und kostengünstige Methode, um zu vermeiden, dass eine verringerte Leistung eine Überhitzung verursacht, da sie einfach das betroffene Panel aus dem Stromkreis herausschneidet.
Wenn ein Solarpanel dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, wird es in Vorwärtsrichtung vorgespannt und überträgt seinen Ausgangsstrom in eine bestimmte Richtung. Im Dunkeln wird das Panel in Sperrrichtung vorgespannt und Strom kann in die entgegengesetzte Richtung zurück in die Zellen fließen und als Wärme abgeführt werden. Dieser Situation wird durch die Schaltung des Ladereglers Rechnung getragen, die dafür sorgt, dass nachts keine in den Systembatterien gespeicherte Energie zu den Panels zurückfließt. Wenn ein Teil einer beleuchteten Solaranlage in den Schatten fällt oder defekt oder schwach wird, tritt genau der gleiche Zustand ein. Die schattierten Felder hören auf, Strom zu erzeugen und werden in Sperrrichtung vorgespannt.
Das Problem bei diesem Szenario besteht darin, dass der Rest des Arrays im Gegensatz zu Nachtbedingungen, bei denen das gesamte Array ruht, immer noch Ausgangsstrom in den Stromkreis schiebt. In dieser Situation fließt der Ausgangsstrom unkontrolliert zurück in das ruhende Panel. Dies führt dazu, dass die Zellen große Energiemengen als Wärme abführen, was zu einer Überhitzung und schließlich einer thermischen Zerstörung des Panels führt. Ein zusätzlicher Effekt dieser Art von unsymmetrischer Ausgabe ist ein Gesamtwirkungsgradabfall aufgrund des Verlusts der abgeschatteten Zellenausgabe und des als Wärme abgeleiteten Arbeitsstroms. Eine kostengünstige und einfache Möglichkeit, diese Art von Situation zu überwinden, ist das Einfügen einer Bypass-Diode über jedes Panel.
Um dieser Situation zu begegnen, wird eine Bypass-Diode parallel zu jedem Paneel und in Sperrrichtung angeordnet, wobei ihr positiver Anschluss an den negativen Anschluss des Paneels angeschlossen ist und umgekehrt. Wenn das Panel korrekt funktioniert, bleibt die Diode in Sperrrichtung vorgespannt und im Wesentlichen ruhend. Sollte das Panel abgeschattet oder anderweitig nicht funktionieren, kehrt es seine Polarität um und beginnt, Strom in die entgegengesetzte Richtung zu ziehen. Wenn diese Bedingung auftritt, zieht der von der Bypass-Diode gebotene einfachere Strömungsweg den Arbeitsstrom um das fehlerhafte Panel zurück in den Stromkreis und schützt ihn effektiv vor einer Überlastung durch Hotspots.