Praėjusiais metais pasaulinė fotovoltinių įrenginių instaliuota galia viršijo 350 GW, o Kinija sudarė daugiau nei trečdalį. Šios ekologiškos technologijos, kuri saulės šviesą paverčia elektra, kaina per dešimt metų smuko 80 %, tačiau jai gresia mirtina žaibo smūgių grėsmė – viena elektrinė Arizonoje, Jungtinėse Valstijose, kadaise dėl žaibo smūgių patyrė 2 mln. dolerių nuostolių. Viršįtampių apsaugos tapo elektrinių „gyvybę gelbstinčiu artefaktu“, nukreipiančiu dešimtis tūkstančių voltų žaibo įtampos į žemę per trijų lygių apsaugos tinklą. Pramonės ekspertai atkreipė dėmesį, kad fotovoltinių sistemų įtampai kylant iki 1500 V, apsauginė įranga pradeda technologinę silicio karbido medžiagų revoliuciją.

1.Fotovoltinė sistema: pagrindinė švarios energijos galia

1.1 Kas yra fotovoltinė sistema?

Fotovoltinė sistema yra įrenginys, kuris tiesiogiai paverčia saulės energiją elektros energija. Ją daugiausia sudaro šie pagrindiniai komponentai:

- Fotovoltiniai moduliai (saulės baterijos): puslaidininkinių medžiagų (pvz., monokristalinio silicio, polikristalinio silicio arba plonų plėvelių) fotoelektrinio efekto panaudojimas nuolatinei srovei generuoti.

- Inverteriai: konvertuoja nuolatinę srovę į kintamąją srovę, skirtą naudoti namuose ar pramonėje.

- Tvirtinimo sistemos: pritvirtinkite fotovoltinius modulius ir optimizuokite saulės šviesos priėmimo kampą.

- Akumuliatoriai (neprivaloma): kaupkite elektros energijos perteklių, kad pagerintumėte energijos panaudojimą.

- Paskirstymo ir stebėjimo sistemos: užtikrinti stabilią energijos tiekimą ir veikimo būsenos stebėjimą realiuoju laiku.

Fotovoltinės sistemos gali būti skirstomos į prie tinklo prijungtas (prijungtas prie viešojo elektros tinklo) ir neprijungtas (nepriklausomas maitinimo šaltinis) ir yra plačiai naudojamos gyvenamųjų namų stogams, komerciniams ir pramoniniams pastatams, didelėms antžeminėms elektrinėms ir elektros energijos tiekimui atokiose vietovėse.

1.2 Fotovoltinių sistemų pasaulinė plėtros būsena

Pastaraisiais metais pasaulinė fotovoltinių elementų rinka smarkiai išaugo:

- Įrengimo mastas: pasaulinė naujų įrengimų galia 2023 m. viršijo 350 GW, o trys pagrindinės rinkos buvo Kinija, Europa ir Jungtinės Valstijos.

- Sąnaudų mažinimas: fotovoltinių modulių kaina, palyginti su situacija prieš 10 metų, sumažėjo daugiau nei 80 %, o kai kuriuose regionuose išlygintosios elektros energijos sąnaudos (LCOE) nukrito žemiau 0,03 JAV dolerio už kWh.

- Technologinė iteracija: N tipo TOPCon ir HJT elementų masinės gamybos efektyvumas viršijo 25 %, o perovskito technologijos laboratorinis efektyvumas – 33 %.

2. Fotovoltinių sistemų vaidmuo ir svarba: energetikos revoliucijos skatinimas

2.1 Aplinkosauginė nauda: anglies dioksido išmetimo mažinimas ir klimato kaitos problemos sprendimas

Fotovoltinės energijos gamyba yra visiškai be taršos viso proceso metu. Kiekviena 1 MW fotovoltinė jėgainė gali sumažinti anglies dioksido išmetimą 1000 tonų per metus, o tai prilygsta 50 000 medžių pasodinimui. Remiantis Tarptautinės atsinaujinančios energijos agentūros (IRENA) statistika, pasaulinė fotovoltinės energijos gamyba sumažino anglies dioksido išmetimą daugiau nei 1 milijardu tonų.

2.2 Ekonominė nauda: energijos sąnaudų mažinimas ir darbo vietų kūrimas

– Namų ūkiams ir įmonėms: naudodamiesi modeliu „Savarankiškas vartojimas + elektros energijos perteklius tinkle“, vartotojai gali sutaupyti 30–90 % elektros energijos sąskaitų.

– Nacionalinė strategija: Kinijos 14-ajame penkmečio plane siūloma, kad iki 2025 m. atsinaujinančiosios energijos dalis elektros energijos gamyboje pasiektų 33 %, o fotovoltinių elementų pramonėje būtų sukurta daugiau nei 3 mln. darbo vietų.

2.3 Energetinis saugumas: išsivadavimas iš priklausomybės nuo iškastinio kuro

Po Rusijos ir Ukrainos konflikto Europa paspartino savo „fotovoltinės energijos + energijos kaupimo“ planą. 2023 m. naujai įrengta galia viršijo 60 GW, siekdama sumažinti priklausomybę nuo gamtinių dujų.

2.4 Socialinė vertė: elektros energijos problemos sprendimas vietovėse be elektros energijos tiekimo

Atokiuose Afrikos, Pietų Azijos ir kitų regionų regionuose autonominės fotovoltinės sistemos aprūpino elektra daugiau nei 200 milijonų žmonių, gerindamos viešąsias paslaugas, tokias kaip sveikatos priežiūra ir švietimas.

3. Nematomos grėsmės fotovoltinėms sistemoms: negalima ignoruoti viršįtampių rizikos

Nors fotovoltinės sistemos turi didelių pranašumų, jų įrengimo lauke ypatybės kelia joms didelę viršįtampių (elektros viršįtampių) riziką.

3.1 Viršįtampių šaltiniai ir pavojai

• Žaibo smūgiai: Tiesioginiai žaibo smūgiai arba sukeltas žaibas gali sukelti akimirksniu aukštą dešimčių tūkstančių voltų įtampą, kuri gali sugadinti keitiklius, komponentus arba sukelti gaisrus.

• Tinklo svyravimai: perjungimo operacijos, staigūs apkrovos pokyčiai ir kt. gali sukelti viršįtampius, kurie gali pažeisti jautrią elektroninę įrangą.

• Šoninės nuolatinės srovės lanko bangos: Dėl aukštos nuolatinės įtampos fotovoltinėse sistemose (600–1500 V) lengvai susidaro nuolatiniai lanko bangos dėl senėjimo ar prasto kontakto linijose, o tai kelia didelį pavojų.

Byla: 2022 m. Arizonoje, JAV, esančioje fotovoltinėje elektrinėje dėl žaibo smūgių buvo pažeisti visi inverteriai, o tiesioginiai nuostoliai viršijo 2 milijonus JAV dolerių.

3.2 Pagrindinė viršįtampių apsaugos įtaisų (SPD) funkcija

Apsaugos nuo viršįtampių įtaisas (SPD) yra fotovoltinės sistemos „saugos sergėtojas“. Jis užtikrina sistemos stabilumą šiais mechanizmais

3.2.1 Aukštos įtampos išleidimas

Jis nukreipia žaibo smūgį arba viršįtampio srovę į žemę, kad įtampa būtų apribota saugiame diapazone.

3.2.2 Daugiapakopė apsauga

• 1 lygis (fotovoltinės matricos gale): reaguoja į tiesioginius žaibo smūgius, srovės laidumas viršija 20 kA.

• 2 lygis (keitiklio pusėje): slopina liekamuosius viršįtampius ir apsaugo svarbią įrangą.

• 3 lygis (paskirstymo gale): užtikrina tikslią apsaugą, kad būtų užtikrintas saugus terminalo energijos naudojimas.

3.2.3 Pažangus stebėjimas

Realaus laiko signalizacijos ir įspėjimai apie numatomą tarnavimo laiką, mažinantys eksploatavimo ir priežiūros išlaidas.

4. Kodėl verta rinktis mūsų viršįtampių apsaugą? — Pritaikyta fotovoltinėms sistemoms

Būdami pirmaujančiu viršįtampių apsaugos sprendimų tiekėju pramonėje, mūsų produktai pasižymi šiais pagrindiniais privalumais

4.1 Profesionalus techninis pritaikymas prie fotovoltinių įrenginių reikalavimų

- Didelė įtampos tolerancija: Palaiko 1500 V nuolatinės srovės sistemą, gerokai viršijančią tradicinių SPD 1000 V ribą.

- Apsauga nuo nuolatinės srovės lanko: įmontuotas greitojo jungiklio įtaisas, kurio atsako laikas

- Didelis atsparumas oro sąlygoms: IP65 apsaugos lygis, veikiantis plačiame temperatūrų diapazone nuo -40 ℃ iki 85 ℃, tinka atšiaurioms aplinkoms, tokioms kaip dykumos ir pakrantės zonos.

4.2 Tarptautinis sertifikavimas ir atitikties užtikrinimas

- Įgyti pasauliniai standartų sertifikatai, tokie kaip TUV, UL ir IEC 61643-31, atitinkantys ES CE, JAV NEC 690 ir kitų reglamentų reikalavimus.

- Išsamios silicio medžiagų atsekamumo ataskaitos, lengvai atitinkančios JAV UFLPA peržiūros reikalavimus.

4.3 Pridėtinės vertės paslaugų tobulinimas siekiant pagerinti klientų patirtį

- Individualūs sprendimai: apsaugos lygių projektavimas atsižvelgiant į vietos klimato ir tinklo sąlygas (pvz., patobulintos konfigūracijos vietovėms, kuriose dažnai siaučia perkūnija).

- Nuotolinis stebėjimas: pasirenkamą daiktų interneto modulį galima integruoti į fotovoltinių sistemų eksploatavimo ir priežiūros platformą, kad būtų užtikrintas ankstyvas gedimų įspėjimas.

- Greitas reagavimas: Atsarginės dalys saugomos užsienio sandėliuose, o techninė pagalba bus suteikta per 48 valandas.

Kliento atvejis:

- Pateikėme pilną žaibo išjungimo (SPD) sprendimą 300 MW fotovoltinei elektrinei Saudo Arabijoje, per trejus metus išvengiant nė vieno žaibo smūgio.

– Po to, kai Vokietijos gyvenamųjų namų fotovoltinių įrenginių pardavėjai įsigijo šią pakuotę, klientų skundų skaičius sumažėjo 90 %.

5. Žvilgsnis į ateitį: PV ir viršįtampių apsauga vystosi kartu

Fotovoltinėms technologijoms toliau tobulėjant link aukštesnės įtampos (pvz., 2000 V sistemų) ir didesnio išmanumo, tuo pačiu metu bus atnaujinamos ir viršįtampių apsaugos priemonės:

- Intelektas: dirbtinis intelektas numato žaibo smūgio riziką ir automatiškai koreguoja apsaugos strategijas.

- Medžiagų inovacija: silicio karbido (SiC) įtaisai padidina reagavimo greitį ir tarnavimo laiką.

- Sistemos integravimas: glaudus bendradarbiavimas su inverteriais ir energijos kaupimo sistemomis, siekiant suformuoti „aktyvų + pasyvų“ integruotą apsaugos tinklą.

Išvada

Pasirinkite patikimą apsaugą, kad užtikrintumėte fotovoltinių elementų ateitį

Fotovoltinė sistema yra žaliosios energijos perėjimo kertinis akmuo, o viršįtampių apsaugos įtaisas – „nematoma gynybos linija“, užtikrinanti ilgalaikį stabilų jos veikimą. Esame įsipareigoję teikti klientams visame pasaulyje ekonomiškus ir labai patikimus viršįtampių apsaugos sprendimus, padėdami kiekvienam švarios elektros energijos vatui saugiai pasiekti savo paskirties vietą.