Глобалният инсталиран капацитет на фотоволтаичните системи надхвърли 350 GW миналата година, като Китай допринася с повече от една трета. Тази зелена технология, която преобразува слънчевата светлина в електричество, е регистрирала спад на цената си с 80% за десет години, но е изправена пред смъртоносната заплаха от удари от мълнии - електроцентрала в Аризона, САЩ, някога е загубила 2 милиона долара поради удари от мълнии. Защитите от пренапрежение са се превърнали в „животоспасяващ артефакт“ на електроцентралите, насочвайки десетки хиляди волта мълниеносно напрежение в земята чрез тристепенна защитна мрежа. Експерти от индустрията посочиха, че с повишаването на напрежението на фотоволтаичните системи до 1500 V, защитното оборудване въвежда технологична революция в силициево-карбидните материали.

1.Фотоволтаична система: основната сила на чистата енергия

1.1 Какво е фотоволтаична система?

Фотоволтаичната система е устройство, което директно преобразува слънчевата енергия в електрическа енергия. Тя се състои главно от следните основни компоненти:

- Фотоволтаични модули (слънчеви панели): Използване на фотоелектричния ефект на полупроводникови материали (като монокристален силиций, поликристален силиций или тънки слоеве) за генериране на постоянен ток.

- Инвертори: Преобразуват постоянен ток в променлив ток за битова или промишлена употреба.

- Системи за монтаж: Закрепете фотоволтаичните модули и оптимизирайте ъгъла на приемане на слънчевата светлина.

- Акумулаторни батерии (по избор): Съхраняват излишната електроенергия, за да подобрят използването на енергията.

- Системи за разпределение и мониторинг: Осигуряване на стабилна мощност и наблюдение на работното състояние в реално време.

Фотоволтаичните системи могат да бъдат класифицирани в мрежови (свързани към обществената електрическа мрежа) и автономни (независимо захранване) и се прилагат широко в покриви на жилищни сгради, търговски и промишлени сгради, големи наземни електроцентрали и за електрозахранване в отдалечени райони.

1.2 Глобално състояние на развитието на фотоволтаичните системи

През последните години световният пазар на фотоволтаици отбеляза експлозивен растеж:

- Мащаб на инсталациите: Глобалният нов инсталационен капацитет надхвърли 350 GW през 2023 г., като Китай, Европа и Съединените щати са трите най-големи пазара.

- Намаляване на разходите: Цената на фотоволтаичните модули е спаднала с над 80% в сравнение с преди 10 години, а в някои региони изравнената цена на електроенергията (LCOE) е паднала под 0,03 щатски долара за kWh.

- Технологична итерация: Ефективността на масовото производство на N-тип TOPCon и HJT клетки надхвърли 25%, а лабораторната ефективност на перовскитната технология надхвърли 33%.

2. Ролята и значението на фотоволтаичните системи: насърчаване на енергийната революция

2.1 Ползи за околната среда: Намаляване на въглеродните емисии и справяне с изменението на климата

Производството на фотоволтаична енергия е напълно без замърсяване по време на целия процес. Всяка фотоволтаична електроцентрала с мощност 1 MW може да намали емисиите на въглероден диоксид с 1000 тона годишно, което е еквивалентно на засаждането на 50 000 дървета. Според статистиката на Международната агенция за възобновяема енергия (IRENA), глобалното производство на фотоволтаична енергия е намалило кумулативно въглеродните емисии с над 1 милиард тона.

2.2 Икономически ползи: Намаляване на разходите за енергия и създаване на работни места

- За домакинства и фирми: Чрез модела „Собствено потребление + Излишък от електроенергия към мрежата“, потребителите могат да спестят от 30% до 90% от сметките си за електроенергия.

- Национална стратегия: 14-ият петгодишен план на Китай предлага делът на възобновяемата енергия в производството на електроенергия да достигне 33% до 2025 г., а фотоволтаичната индустрия да създаде над 3 милиона работни места.

2.3 Енергийна сигурност: Освобождаване от зависимостта от изкопаеми горива

След конфликта между Русия и Украйна, Европа ускори плана си за „фотоволтаични системи + съхранение на енергия“. През 2023 г. новоинсталираният капацитет надхвърли 60 GW, с цел намаляване на зависимостта си от природен газ.

2.4 Социална стойност: Решаване на проблема с електричеството в райони без електрозахранване

В отдалечени райони на Африка, Южна Азия и други региони, автономните фотоволтаични системи са осигурили електричество на над 200 милиона души, подобрявайки обществените услуги като здравеопазване и образование.

3. Невидими заплахи за фотоволтаичните системи: рисковете от пренапрежение не могат да бъдат игнорирани

Въпреки че фотоволтаичните системи имат значителни предимства, характеристиките им на външен монтаж ги излагат на сериозни рискове от пренапрежение (електрическо пренапрежение).

3.1 Източници и опасности от пренапрежения

• Удари от мълния: Директните удари от мълния или индуцираните мълнии могат да генерират мигновени високи напрежения от десетки хиляди волта, които могат да повредят инвертори, компоненти или да причинят пожари.

• Колебания в мрежата: Превключването, внезапните промени в натоварването и др. могат да причинят пренапрежение, което да повреди чувствително електронно оборудване.

• Странични дъги от постоянен ток: Високото постоянно напрежение във фотоволтаичните системи (600V - 1500V) улеснява появата на постоянни дъги поради стареене или лош контакт в линиите, което представлява значителна опасност.

Случай: През 2022 г. фотоволтаична електроцентрала в Аризона, САЩ, претърпя колективни щети на инверторите си поради удари от мълнии, което доведе до директни загуби, надхвърлящи 2 милиона щатски долара.

3.2 Основната функция на устройствата за защита от пренапрежение (SPD)

Устройството за защита от пренапрежение (SPD) е „пазителят на безопасността“ на фотоволтаичната система. То осигурява стабилността на системата чрез следните механизми

3.2.1 Освобождаване на високо напрежение

Той насочва удара от мълния или пренапрежението в земята, за да ограничи напрежението в безопасни граници.

3.2.2 Многостепенна защита

• Ниво 1 (в края на фотоволтаичния панел): Реагира на директни удари от мълния, с токово натоварване над 20kA.

• Ниво 2 (от страната на инвертора): Потиска остатъчните пренапрежения и защитава критично оборудване.

• Ниво 3 (от страната на разпределението): Осигурява прецизна защита, за да се гарантира безопасността на потреблението на енергия от терминалите.

3.2.3 Интелигентно наблюдение

Аларми в реално време и предупреждения за очакваната продължителност на живота, намаляващи разходите за експлоатация и поддръжка.

4. Защо да изберете нашия предпазител от пренапрежение? — Специално разработен за фотоволтаични системи

Като водещ доставчик на решения за защита от пренапрежение в индустрията, нашите продукти притежават следните основни предимства

4.1 Професионално техническо адаптиране към изискванията на фотоволтаиката

- Толеранс на високо напрежение: Поддържа система с постоянно напрежение 1500V, което значително надвишава границата от 1000V на традиционните SPD устройства.

- Защита от DC дъга: Вграден бърз прекъсвач, време за реакция

- Силна устойчивост на атмосферни влияния: ниво на защита IP65, работа в широк температурен диапазон от -40℃ до 85℃, подходяща за тежки условия като пустини и крайбрежни райони.

4.2 Международно сертифициране и осигуряване на съответствие

- Получени са световни сертификати като TUV, UL и IEC 61643-31, отговарящи на изискванията на EU CE, US NEC 690 и други разпоредби.

- Пълни доклади за проследяване на силициеви материали, лесно отговарящи на изискванията за преглед на US UFLPA.

4.3 Подобряване на услугите с добавена стойност за подобряване на клиентското изживяване

- Персонализирани решения: Проектиране на нива на защита въз основа на местния климат и условията на мрежата (като например подобрени конфигурации за райони с чести гръмотевични бури).

- Дистанционно наблюдение: Опционалният IoT модул може да бъде интегриран в платформата за работа и поддръжка на фотоволтаични системи, за да се постигне ранно предупреждение за повреди.

- Бърза реакция: Резервните части се съхраняват в складове в чужбина, а техническа поддръжка ще бъде осигурена в рамките на 48 часа.

Случай на клиент:

- Осигурихме цялостно SPD решение за фотоволтаична електроцентрала с мощност 300 MW в Саудитска Арабия, без удари от мълнии в рамките на три години.

- След като немски търговци на фотоволтаични системи за жилищни сгради го закупиха, процентът на оплакванията на клиентите намаля с 90%.

5. Поглед към бъдещето: Фотоволтаиката и защитата от пренапрежение се развиват едновременно

Тъй като фотоволтаичната технология продължава да се развива към по-високи напрежения (като например системи от 2000 V) и по-голяма интелигентност, предпазителите от пренапрежение също ще бъдат едновременно модернизирани:

- Интелигентност: Изкуственият интелект предвижда рисковете от мълнии и автоматично настройва стратегиите за защита.

- Иновация в материалите: Устройствата от силициев карбид (SiC) подобряват скоростта на реакция и живота.

- Системна интеграция: Дълбоко сътрудничество с инвертори и системи за съхранение на енергия за формиране на интегрирана защитна мрежа „активна + пасивна“.

Заключение

Изберете надеждна защита, за да осигурите бъдещето на фотоволтаиците

Фотоволтаичната система е крайъгълният камък на прехода към зелена енергия, а предпазителят от пренапрежение е „невидимата защитна линия“ за нейната дългосрочна стабилна работа. Ние сме ангажирани да предоставяме на клиентите по целия свят рентабилни и високонадеждни SPD решения, помагайки на всеки ват чиста електроенергия да достигне безопасно своята дестинация.