1. Huidige status van die fotovoltaïese (sonenergie) industrie

1.1 Vinnige groei van die wêreldwye fotovoltaïese mark

In onlangse jare het die wêreldwye fotovoltaïese industrie plofbare groei beleef. Volgens data van die Internasionale Energie-agentskap (IEA) het die wêreldwye nuwe geïnstalleerde kapasiteit van fotovoltaïese krag in 2023 350 GW oorskry, en die kumulatiewe geïnstalleerde kapasiteit het 1.5 TW oorskry. Lande en streke soos China, die Verenigde State, Europa en Indië het die belangrikste dryfkragte in die fotovoltaïese mark geword.

- China: As die wêreld se grootste sonfotovoltaïese mark, het China in 2023 meer as 200 GW se sonfotovoltaïese kapasiteit bygevoeg, wat meer as 57% van die wêreldwye nuwe geïnstalleerde kapasiteit uitmaak. Regeringsbeleidsondersteuning, tegnologiese vooruitgang en kostevermindering is die sleutelfaktore wat die ontwikkeling van China se sonfotovoltaïese bedryf dryf.

- Europa: Geaffekteer deur die Rusland-Oekraïne-konflik, het Europa sy energie-oorgang versnel. In 2023 het die nuwe geïnstalleerde kapasiteit van sonfotovoltaïese krag 60 GW oorskry, met beduidende groei in lande soos Duitsland, Spanje en Nederland.

- Die Verenigde State: Aangemoedig deur die Inflasieverminderingswet (IRA), het die Amerikaanse sonfotovoltaïese mark voortgegaan om te groei, met nuwe geïnstalleerde kapasiteit van ongeveer 40 GW in 2023.

- Indië: Die Indiese regering bevorder die ontwikkeling van hernubare energie kragtig. In 2023 het die nuwe geïnstalleerde kapasiteit van sonfotovoltaïese krag 20 GW oorskry, met die doel om 500 GW se hernubare energie-geïnstalleerde kapasiteit teen 2030 te bereik.

1.2Voortdurende vooruitgang in fotovoltaïese tegnologie

Deurlopende innovasie in fotovoltaïese tegnologie het gelei tot verhoogde doeltreffendheid en verminderde koste in sonkragopwekking:

- Hoë-doeltreffendheid batterytegnologieë soos PERC, TOPCon, en HJT: PERC (Passivated Emitter and Rear Contact) selle bly die hoofstroom, maar TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) en HJT (Heterojunction) tegnologieë brei geleidelik hul markaandeel uit as gevolg van hul hoër omskakelingsdoeltreffendheid (>24%).

- Perovskiet-sonselle: As die volgende generasie fotovoltaïese tegnologie het perovskietselle laboratoriumdoeltreffendhede van meer as 33% bereik en word verwag om in die toekoms kommersieel lewensvatbaar te wees.

- Bifasiale modules en dopmonterings: Bifasiale modules kan kragopwekking met 10% tot 20% verhoog, terwyl dopmonterings die invalshoek van sonlig optimaliseer, wat die stelseldoeltreffendheid verder verbeter.

1.3Die Die koste van fotovoltaïese kragopwekking bly daal

Oor die afgelope dekade het die koste van fotovoltaïese kragopwekking met meer as 80% gedaal. Volgens IRENA (Internasionale Agentskap vir Hernubare Energie) het die wêreldwye gelykgemaakte koste van elektrisiteit (LCOE) vir fotovoltaïese krag in 2023 gedaal tot 0,03 - 0,05 Amerikaanse dollar per kWh, laer as dié van steenkool- en natuurlike gaskragopwekking, wat dit een van die mees mededingende energiebronne maak.

1.4 Gekoördineerde ontwikkeling van energieberging en fotovoltaïese

As gevolg van die intermitterende aard van fotovoltaïese kragopwekking, het die gebruik van energiebergingstelsels (soos litiumbatterye, natriumioonbatterye, vloeibatterye, ens.) saam 'n tendens geword. In 2023 het die nuut geïnstalleerde kapasiteit van wêreldwye fotovoltaïese plus energiebergingsprojekte 30 GW oorskry, en daar word verwag dat dit 'n hoë groeikoers in die volgende dekade sal handhaaf.

2. Die belangrikheid van die fotovoltaïese industrie

2.1 Aanspreek van klimaat verandering en die bevordering van koolstofneutraliteitsdoelwitte

Lande regoor die wêreld versnel hul energie-oorgang om kweekhuisgasvrystellings te verminder. Sonkrag, as 'n kernkomponent van skoon energie, speel 'n deurslaggewende rol in die bereiking van die "koolstofneutraliteit"-doelwit. Volgens die Paryse Ooreenkoms moet die wêreldwye aandeel van hernubare energie teen 2030 meer as 40% bereik, en sonkrag sal een van die belangrikste energiebronne word.

2.2 Energiesekerheid en -onafhanklikheid

Tradisionele energiebronne (soos olie en natuurlike gas) word grootliks beïnvloed deur geopolitiek, terwyl sonenergiebronne wyd versprei is en die afhanklikheid van ingevoerde energie kan verminder. Europa het byvoorbeeld sy vraag na Russiese natuurlike gas verminder deur grootskaalse fotovoltaïese kragsentrales te ontplooi, wat sy energie-outonomie verbeter.

2.3 Bevordering van ekonomiese groei en werkgeleenthede

Die fotovoltaïese bedryfsketting sluit verskeie skakels in soos silikonmateriale, silikonwafers, batterye, modules, omsetters, hakies en energieberging, wat miljoene werksgeleenthede wêreldwyd geskep het. Die direkte werknemers in China se fotovoltaïese bedryf oorskry 3 miljoen, en die fotovoltaïese nywerhede in Europa en die Verenigde State brei ook vinnig uit.

2.4 Landelike elektrifisering en armoedeverligting

In ontwikkelende lande verskaf fotovoltaïese mikronetwerke en huishoudelike sonkragstelsels elektrisiteit aan afgeleë gebiede en verbeter die lewensomstandighede van inwoners. Byvoorbeeld, die "Solar Home Systems" in Afrika het tientalle miljoene mense gehelp om te ontsnap uit die toestand van geen elektrisiteit nie.

3.Die noodsaaklikheid van 'n oorspanningsbeskermingsapparaat (SPD) in 'n fotovoltaïese stelsel

3.1 Weerligstaking- en stroomstootrisiko's wat fotovoltaïese stelsels in die gesig staar

Fotovoltaïese kragstasies word gewoonlik in oop gebiede (soos woestyne, dakke en berge) geïnstalleer en is hoogs kwesbaar vir weerligstrale en oorspanningsimpakte. Die hoofrisiko's sluit in:

- Direkte weerligslag: 'n Direkte trefslag op fotovoltaïese modules of stutte, wat skade aan die toerusting veroorsaak.

- Geïnduseerde weerlig: Die elektromagnetiese puls van weerlig veroorsaak hoë spannings in kabels, wat elektroniese toestelle soos omsetters en beheerders beskadig.

- Netwerkfluktuasies: Operasionele oorspannings aan die roosterkant (soos skakelaksies, kortsluitfoute) kan na die fotovoltaïese stelsel oorgedra word.

3.2 Funksie van oorspanningsbeskermingstoestel (SPD)

Oorspanningsbeskermers is die belangrikste toerusting vir weerligbeskerming en oorspanningsbeskerming in fotovoltaïese stelsels. Hul hooffunksies sluit in:

- Beperking van oorgangsoorspannings: Beheer van hoë spannings wat deur weerligstrale of roosterfluktuasies binne 'n veilige reeks gegenereer word.

- Ontlading van stootstrome: Vinnig oormatige strome in die grond lei om toerusting stroomaf te beskerm.

- Verbetering van stelselbetroubaarheid: Vermindering van toerustingfoute en stilstandtyd wat veroorsaak word deur weerligstrale of stroompiekvloei.

3.3 Toepassing van SPD in fotovoltaïese stelsels

Die oorspanningsbeskerming vir fotovoltaïese stelsels moet op verskeie vlakke ontwerp word:

- Beskerming aan die GS-kant (van fotovoltaïese modules tot omsetter):

- Installeer Tipe II SPD aan die ingangskant van die string om geïnduseerde weerlig en operasionele oorspannings te voorkom.

- Installeer Tipe I + II SPD aan die GS-insetkant van die omsetter om die gekombineerde bedreiging van direkte en geïnduseerde weerlig aan te spreek.

- Beskerming aan die WS-kant (van omsetter na netwerk):

- Installeer Tipe II SPD aan die uitsetkant van die omsetter om oorspanningsindringing aan die roosterkant te voorkom.

- Installeer Tipe III SPD in die verspreidingskabinet om presiese beskerming vir sensitiewe toerusting te bied.

3.4 Belangrike punte vir die keuse van oorspanningsbeskermers

- Spanningsvlak-ooreenstemming: Die maksimum deurlopende bedryfspanning (Uc) van die SPD moet hoër wees as die stelselspanning (byvoorbeeld, 'n 1000Vdc fotovoltaïese stelsel benodig 'n SPD met Uc ≥ 1200V).

- Stroomkapasiteit: Die nominale ontladingsstroom (In) van die GS-kant SPD moet ≥ 20kA wees, en die maksimum ontladingsstroom (Imax) moet ≥ 40kA wees.

- Beskermingsvlak: Buiteluginstallasie moet aan IP65 of hoër beskerming voldoen, geskik vir strawwe omgewings.

- Sertifiseringsstandaarde: Voldoen aan IEC 61643-31 (standaard vir fotovoltaïese-spesifieke SPD's) en UL 1449 en ander internasionale sertifisering.

3.5 Potensiële risiko's van die nie-installering van SPD

- Toerustingskade: Presisie-elektroniese toestelle soos omsetters en moniteringstelsels is kwesbaar vir piek-impakte en die herstelkoste is hoog.

- Kragopwekkingsverlies: Weerligstrale veroorsaak stelselafsluitings, wat kragopwekkingswinste beïnvloed.

- Brandgevaar: Oorspanning kan elektriese brande veroorsaak, wat 'n bedreiging vir die veiligheid van die kragstasie inhou.

4. Globaal Marktendense vir PV-oorspanningsbeskermers

4.1 Markvraaggroei

Met die vinnige toename in fotovoltaïese installasiekapasiteit het die mark vir oorspanningsbeskermers ook gelyktydig uitgebrei. Daar word voorspel dat die wêreldwye fotovoltaïese SPD-markgrootte teen 2025 meer as 2 miljard Amerikaanse dollar sal wees, met 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers (CAGR) van 15%.

4.2 Tegnologiese innovasierigting

- Intelligente SPD: Toegerus met stroommonitering en foutalarmfunksies, en ondersteun afstandbediening.

- Hoër spanningsvlakke: SPD's met hoër spanningsgraderings (soos 1500V) het die hoofstroom geword.

- Langer lewensduur: Die gebruik van nuwe sensitiewe materiale (soos sinkoksied-saamgestelde tegnologie), wat die duursaamheid van SPD's verbeter.

4.3 Beleid en Standaardbevordering

- Internasionale standaarde soos IEC 62305 (Weerligbeskermingsstandaard) en IEC 61643-31 (Fotovoltaïese SPD-standaard) vereis dat fotovoltaïese stelsels met oorspanningsbeskerming toegerus moet wees.

- Die "Tegniese Spesifikasies vir Weerligbeskerming van Fotovoltaïese Kragstasies" (GB/T 32512-2016) in China stipuleer duidelik die seleksie- en installasievereistes vir SPD.

5.Gevolgtrekking: Die fotovoltaïese industrie kan nie sonder oorspanningsbeskermers klaarkom nie

Die vinnige ontwikkeling van die fotovoltaïese industrie het sterk stukrag aan die globale energie-oorgang gegee. Weerligstaking en stroomstootrisiko's kan egter nie geïgnoreer word nie. Stroomstootbeskermers, as die sleutelwaarborg vir die veilige werking van fotovoltaïese stelsels, kan die risiko van toerustingskade effektief verminder, kragopwekkingsdoeltreffendheid verbeter en die stelsel se lewensduur verleng. In die toekoms, met die voortdurende groei van fotovoltaïese installasies en die ontwikkeling van slimnetwerke, sal hoëprestasie- en hoogs betroubare SPD's noodsaaklike komponente van fotovoltaïese kragstasies word.

Vir fotovoltaïese beleggers, EPC-maatskappye en bedryfs- en instandhoudingspanne is die keuse van hoëgehalte-oorspanningsbeskermers wat aan internasionale standaarde voldoen, 'n belangrike maatreël om die langtermyn stabiele werking van die kragstasie te verseker en die beleggingsopbrengs te maksimeer.