1. Тековно статус на фотоволтаичната (сончева енергија) индустрија

1.1 Брз раст на глобалниот пазар на фотоволтаични системи

Во последниве години, глобалната фотоволтаична индустрија доживеа експлозивен раст. Според податоците од Меѓународната агенција за енергија (IEA), во 2023 година, глобалниот нов инсталиран капацитет на фотоволтаична енергија надмина 350 GW, а кумулативниот инсталиран капацитет надмина 1,5 TW. Земји и региони како Кина, САД, Европа и Индија станаа главни движечки сили на пазарот на фотоволтаична енергија.

- Кина: Како најголем светски пазар за соларни фотоволтаични системи, Кина додаде над 200 GW капацитет за соларни фотоволтаични системи во 2023 година, што претставува повеќе од 57% од новиот инсталиран капацитет во светот. Поддршката од владината политика, технолошкиот напредок и намалувањето на трошоците се клучните фактори што го движат развојот на кинеската индустрија за соларни фотоволтаични системи.

- Европа: Засегната од конфликтот меѓу Русија и Украина, Европа ја забрза својата енергетска транзиција. Во 2023 година, новиот инсталиран капацитет на соларни фотоволтаични панели надмина 60 GW, со значителен раст во земји како Германија, Шпанија и Холандија.

- Соединетите Американски Држави: Охрабрени од Законот за намалување на инфлацијата (IRA), пазарот на соларни фотоволтаични системи во САД продолжи да расте, со нов инсталиран капацитет од приближно 40 GW во 2023 година.

- Индија: Индиската влада енергично го промовира развојот на обновливите извори на енергија. Во 2023 година, новиот инсталиран капацитет на соларни фотоволтаични панели надмина 20 GW, со цел да се постигне инсталиран капацитет од 500 GW обновлива енергија до 2030 година.

1.2Континуиран напредок во фотоволтаичната технологија

Континуираните иновации во фотоволтаичната технологија доведоа до зголемена ефикасност и намалени трошоци во производството на сончева енергија:

- Високоефикасни технологии за батерии како што се PERC, TOPCon и HJT: PERC (пасивиран емитер и заден контакт) ќелиите остануваат мејнстрим, но технологиите TOPCon (пасивиран контакт со тунелски оксид) и HJT (хетероспојување) постепено го прошируваат својот пазарен удел поради нивната поголема ефикасност на конверзија (>24%).

- Перовскитни соларни ќелии: Како фотоволтаична технологија од следната генерација, перовскитните ќелии постигнаа лабораториска ефикасност од над 33% и се очекува да бидат комерцијално одржливи во иднина.

- Бифацијални модули и држачи за следење: Бифацијалните модули можат да го зголемат производството на енергија за 10% до 20%, додека држачите за следење го оптимизираат аголот на инциденца на сончева светлина, дополнително подобрувајќи ја ефикасноста на системот.

1.3На Цената на производството на фотоволтаична енергија продолжува да опаѓа

Во текот на изминатата деценија, трошоците за производство на фотоволтаична енергија се намалија за повеќе од 80%. Според IRENA (Меѓународна агенција за обновлива енергија), глобалната нивелирана цена на електрична енергија (LCOE) за фотоволтаична енергија во 2023 година падна на 0,03 - 0,05 американски долари за kWh, пониска од онаа за производство на електрична енергија од јаглен и природен гас, што го прави еден од најконкурентните извори на енергија.

1.4 Координиран развој на складирање на енергија и фотоволтаични системи

Поради повремената природа на производството на фотоволтаична енергија, употребата на системи за складирање на енергија (како што се литиумски батерии, натриум-јонски батерии, проточни батерии итн.) заедно стана тренд. Во 2023 година, новоинсталираниот капацитет на глобалните проекти за фотоволтаична енергија плус складирање на енергија надмина 30 GW, и се очекува да одржи висока стапка на раст во следната деценија.

2. На важност на фотоволтаичната индустрија

2.1 Справување со климата промена и промовирање на целите за јаглеродна неутралност

Земјите ширум светот ја забрзуваат својата енергетска транзиција за да ги намалат емисиите на стакленички гасови. Сончевата енергија, како основна компонента на чистата енергија, игра клучна улога во постигнувањето на целта за „јаглеродна неутралност“. Според Парискиот договор, до 2030 година, глобалниот удел на обновливата енергија треба да достигне над 40%, а сончевата енергија ќе стане еден од главните извори на енергија.

2.2 Енергетска безбедност и независност

Традиционалните извори на енергија (како што се нафтата и природниот гас) се под големо влијание на геополитиката, додека ресурсите на сончева енергија се широко распространети и можат да ја намалат зависноста од увезена енергија. На пример, Европа ја намали својата побарувачка за руски природен гас со распоредување на големи фотоволтаични електрани, со што ја зголеми својата енергетска автономија.

2.3 Промовирање на економскиот раст и вработувањето

Синџирот на фотоволтаичната индустрија вклучува повеќе алки како што се силиконски материјали, силиконски плочки, батерии, модули, инвертори, држачи и складирање на енергија, кои создадоа милиони работни места низ целиот свет. Директните вработени во фотоволтаичната индустрија на Кина надминуваат 3 милиони, а фотоволтаичните индустрии во Европа и САД исто така брзо се шират.

2.4 Електрификација на руралните средини и намалување на сиромаштијата

Во земјите во развој, фотоволтаичните микромрежи и соларни системи за домаќинства обезбедуваат електрична енергија во оддалечените области и ги подобруваат условите за живот на жителите. На пример, „Сончевите системи за домови“ во Африка им помогнаа на десетици милиони луѓе да избегаат од состојбата на недостаток на електрична енергија.

3.Потребата од уред за заштита од пренапон (SPD) во фотоволтаичниот систем

3.1 Ризици од удар од гром и пренапон со кои се соочуваат фотоволтаичните системи

Фотоволтаичните електрани обично се инсталираат на отворени места (како што се пустини, покриви и планини) и се многу ранливи на удари од гром и пренапонски влијанија. Главните ризици вклучуваат:

- Директен удар од гром: Директен удар врз фотоволтаични модули или потпори, што предизвикува оштетување на опремата.

- Индуцирана молња: Електромагнетниот импулс од молњата индуцира високи напони во каблите, оштетувајќи ги електронските уреди како што се инверторите и контролерите.

- Флуктуации на мрежата: Оперативните пренапони на страната на мрежата (како што се прекинувачи, грешки при краток спој) може да се пренесат на фотоволтаичниот систем.

3.2 Функција на уред за заштита од пренапон (SPD)

Пренапонските заштитници се клучна опрема за заштита од гром и заштита од пренапон во фотоволтаичните системи. Нивните главни функции вклучуваат:

- Ограничување на минливи пренапони: Контролирање на високи напони генерирани од удари од гром или флуктуации на мрежата во безбеден опсег.

- Празнење на пренапонски струи: Брзо насочување на прекумерни струи во земјата за заштита на опремата низводно.

- Зголемување на сигурноста на системот: Намалување на дефектите на опремата и застојот предизвикан од удари од гром или пренапонски бранови.

3.3 Примена на SPD во фотоволтаични системи

Заштитата од пренапон за фотоволтаични системи треба да биде дизајнирана на повеќе нивоа:

- Заштита на DC страна (од фотоволтаични модули до инвертер):

- Инсталирајте SPD тип II на влезниот крај од низата за да спречите индуцирани громови и оперативни пренапони.

- Инсталирајте SPD тип I + II на влезниот крај на DC од инверторот за да се справите со комбинираната закана од директна и индуцирана молња.

- Заштита на страната на наизменичната струја (од инвертер до мрежа):

- Инсталирајте SPD тип II на излезниот крај од инверторот за да спречите навлегување на пренапон од страната на мрежата.

- Инсталирајте SPD тип III во дистрибутивниот кабинет за да обезбедите прецизна заштита за чувствителна опрема.

3.4 Клучни точки за избор на пренапонски заштитници

- Усогласување на нивото на напон: Максималниот континуиран работен напон (Uc) на SPD мора да биде поголем од напонот на системот (на пример, фотоволтаичен систем од 1000Vdc бара SPD со Uc ≥ 1200V).

- Струен капацитет: Номиналната струја на празнење (In) на SPD од страната на еднонасочна струја треба да биде ≥ 20kA, а максималната струја на празнење (Imax) треба да биде ≥ 40kA.

- Ниво на заштита: Надворешната инсталација мора да исполнува IP65 или повисок степен на заштита, погоден за сурови средини.

- Стандарди за сертификација: Усогласено со IEC 61643-31 (стандард за специфични фотоволтаични SPD) и UL 1449 и други меѓународни сертификати.

3.5 Потенцијални ризици од непоставување на SPD

- Оштетување на опремата: Прецизните електронски уреди како што се инверторите и системите за следење се ранливи на удари од пренапон, а трошоците за поправка се високи.

- Губење на производството на електрична енергија: Ударите од гром предизвикуваат исклучување на системот, што влијае на профитот од производството на електрична енергија.

- Опасност од пожар: Пренапонот може да предизвика електрични пожари, што претставува закана за безбедноста на електраната.

4. Глобално Трендови на пазарот на PV заштита од пренапон

4.1 Раст на побарувачката на пазарот

Со брзото зголемување на капацитетот за фотоволтаични инсталации, пазарот за пренапонски заштитници исто така се прошири истовремено. Се предвидува дека големината на глобалниот пазар на фотоволтаични SPD ќе надмине 2 милијарди американски долари до 2025 година, со сложена годишна стапка на раст (CAGR) од 15%.

4.2 Насока на технолошки иновации

- Интелигентен SPD: Опремен со функции за следење на струјата и аларм за грешки, како и поддршка за далечинско работење.

- Повисоки нивоа на напон: SPD-ата со повисоки номинални напони (како што е 1500V) станаа мејнстрим.

- Подолг век на траење: Користење на нови чувствителни материјали (како што е технологијата на композити од цинк оксид), подобрување на издржливоста на SPD-ите.

4.3 Политика и промоција на стандарди

- Меѓународните стандарди како што се IEC 62305 (стандард за заштита од гром) и IEC 61643-31 (стандард за фотоволтаична SPD) налагаат фотоволтаичните системи да бидат опремени со заштита од пренапон.

- „Техничките спецификации за заштита од гром на фотоволтаични електрани“ (GB/T 32512-2016) во Кина јасно ги утврдуваат барањата за избор и инсталација на SPD.

5.Заклучок: Фотоволтаичната индустрија не може без пренапонски заштитници

Брзиот развој на фотоволтаичната индустрија внесе силен поттик во глобалната енергетска транзиција. Сепак, ризиците од удари од гром и пренапон не можат да се игнорираат. Заштитниците од пренапон, како клучна гаранција за безбедно работење на фотоволтаичните системи, можат ефикасно да го намалат ризикот од оштетување на опремата, да ја подобрат ефикасноста на производството на енергија и да го продолжат животниот век на системот. Во иднина, со континуираниот раст на фотоволтаичните инсталации и развојот на паметните мрежи, високо-перформансните и високо-сигурните SPD ќе станат суштински компоненти на фотоволтаичните електрани.

За инвеститорите во фотоволтаични системи, EPC компаниите и тимовите за работа и одржување, изборот на висококвалитетни заштитници од пренапон што ги исполнуваат меѓународните стандарди е клучна мерка за да се обезбеди долгорочно стабилно работење на електраната и да се максимизира повратот на инвестицијата.