Capacitatea instalată fotovoltaică la nivel global a depășit 350 GW anul trecut, China contribuind cu peste o treime. Această tehnologie verde care transformă lumina soarelui în electricitate și-a înregistrat o scădere drastică a costurilor cu 80% în zece ani, dar se confruntă cu amenințarea mortală a trăsnetului - o centrală electrică din Arizona, Statele Unite, a pierdut cândva 2 milioane de dolari din cauza trăsnetului. Protectoarele la supratensiune au devenit „artefactul salvator” al centralelor electrice, direcționând zeci de mii de volți de tensiune de trăsnet în pământ printr-o rețea de protecție pe trei niveluri. Experții din industrie au subliniat că, pe măsură ce tensiunea sistemelor fotovoltaice crește la 1500 V, echipamentele de protecție inaugurează o revoluție tehnologică în domeniul materialelor din carbură de siliciu.

1.Sistemul fotovoltaic: puterea centrală a energiei curate

1.1 Ce este un sistem fotovoltaic?

Un sistem fotovoltaic este un dispozitiv care transformă direct energia solară în energie electrică. Acesta este alcătuit în principal din următoarele componente principale:

- Module fotovoltaice (panouri solare): Utilizează efectul fotoelectric al materialelor semiconductoare (cum ar fi siliciul monocristalin, siliciul policristalin sau peliculele subțiri) pentru a genera curent continuu.

- Invertoare: Transformă curentul continuu în curent alternativ pentru uz casnic sau industrial.

- Sisteme de montare: Fixează modulele fotovoltaice și optimizează unghiul de recepție a luminii solare.

- Baterii de stocare (opțional): Stochează excesul de electricitate pentru a îmbunătăți utilizarea energiei.

- Sisteme de distribuție și monitorizare: Asigurarea unei puteri de ieșire stabile și monitorizarea în timp real a stării de funcționare.

Sistemele fotovoltaice pot fi clasificate în tipuri conectate la rețea (conectate la rețeaua publică de energie) și tipuri independente (alimentate independent de rețea) și sunt utilizate pe scară largă în acoperișurile rezidențiale, clădirile comerciale și industriale, centralele electrice de mari dimensiuni montate la sol și în zonele îndepărtate.

1.2 Stadiul dezvoltării globale a sistemelor fotovoltaice

În ultimii ani, piața fotovoltaică globală a cunoscut o creștere explozivă:

- Scara instalărilor: Capacitatea globală de noi instalări a depășit 350 GW în 2023, China, Europa și Statele Unite fiind primele trei piețe.

- Reducerea costurilor: Prețul modulelor fotovoltaice a scăzut cu peste 80% față de acum 10 ani, iar în unele regiuni, costul stabilizat al energiei electrice (LCOE) a scăzut sub 0,03 dolari americani pe kWh.

- Iterație tehnologică: Eficiența producției în masă a celulelor TOPCon și HJT de tip N a depășit 25%, iar eficiența de laborator a tehnologiei perovskite a depășit 33%.

2. Rolul și importanța sistemelor fotovoltaice: promovarea revoluției energetice

2.1 Beneficii pentru mediu: Reducerea emisiilor de carbon și abordarea schimbărilor climatice

Producția de energie fotovoltaică este complet nepoluantă pe tot parcursul procesului. Fiecare centrală fotovoltaică de 1 MW poate reduce emisiile de dioxid de carbon cu 1.000 de tone anual, ceea ce este echivalentul plantării a 50.000 de copaci. Conform statisticilor Agenției Internaționale pentru Energie Regenerabilă (IRENA), producția globală de energie fotovoltaică a redus cumulativ emisiile de carbon cu peste 1 miliard de tone.

2.2 Beneficii economice: Reducerea costurilor energiei și crearea de locuri de muncă

- Pentru gospodării și companii: Prin modelul „Autoconsum + Surplus de energie electrică în rețea”, utilizatorii pot economisi între 30% și 90% la facturile de energie electrică.

- Strategie națională: Cel de-al 14-lea plan cincinal al Chinei propune ca proporția energiei regenerabile în generarea de energie să ajungă la 33% până în 2025, iar industria fotovoltaică va crea peste 3 milioane de locuri de muncă.

2.3 Securitatea energetică: Eliberarea de dependența de combustibilii fosili

După conflictul Rusia-Ucraina, Europa și-a accelerat planul „fotovoltaic + stocare de energie”. În 2023, capacitatea nou instalată a depășit 60 GW, cu scopul de a reduce dependența de gazele naturale.

2.4 Valoare socială: Rezolvarea problemei energiei electrice în zonele fără alimentare cu energie electrică

În zonele îndepărtate din Africa, Asia de Sud și alte regiuni, sistemele fotovoltaice independente au furnizat electricitate la peste 200 de milioane de oameni, îmbunătățind serviciile publice precum asistența medicală și educația.

3. Amenințări invizibile la adresa sistemelor fotovoltaice: riscurile de supratensiune nu pot fi ignorate

Deși sistemele fotovoltaice au avantaje semnificative, caracteristicile lor de instalare în exterior le expun la riscuri severe de supratensiune (supratensiune electrică).

3.1 Surse și pericole ale supratensiunilor

• Lovituri de trăsnet: Loviturile de trăsnet directe sau trăsnetul indus pot genera instantanee tensiuni mari de zeci de mii de volți, care pot deteriora invertoarele, componentele sau pot provoca incendii.

• Fluctuațiile rețelei: Operațiunile de comutare, modificările bruște ale sarcinii etc. pot provoca supratensiuni, deteriorând echipamentele electronice sensibile.

• Arcuri laterale de curent continuu: Tensiunea ridicată de curent continuu din sistemele fotovoltaice (600V - 1500V) facilitează apariția arcurilor persistente din cauza îmbătrânirii sau a contactului deficitar în linii, reprezentând un pericol semnificativ.

Caz: În 2022, o centrală fotovoltaică din Arizona, SUA, a suferit avarii colective la invertoarele sale din cauza loviturilor de trăsnet, soldând cu pierderi directe de peste 2 milioane de dolari americani.

3.2 Funcția principală a dispozitivelor de protecție la supratensiune (SPD)

Dispozitivul de protecție la supratensiune (SPD) este „gardianul siguranței” sistemului fotovoltaic. Acesta asigură stabilitatea sistemului prin următoarele mecanisme

3.2.1 Eliberarea de înaltă tensiune

Canalizează lovitura de trăsnet sau curentul de supratensiune în pământ pentru a limita tensiunea într-un interval de siguranță.

3.2.2 Protecție pe mai multe niveluri

• Nivelul 1 (la capătul panoului fotovoltaic): Reacționează la lovituri directe de trăsnet, cu o capacitate de curent de peste 20 kA.

• Nivelul 2 (la capătul invertorului): Suprimă supratensiunile reziduale și protejează echipamentele critice.

• Nivelul 3 (la capătul de distribuție): Oferă protecție precisă pentru a asigura siguranța utilizării energiei la terminal.

3.2.3 Monitorizare inteligentă

Alarme în timp real și alerte privind durata de viață estimată, reducând costurile de operare și întreținere.

4. De ce să alegeți protectorul nostru de supratensiune? — Conceput special pentru sistemele fotovoltaice

În calitate de furnizor important de soluții de protecție la supratensiune în industrie, produsele noastre posedă următoarele avantaje principale

4.1 Adaptare tehnică profesională la cerințele fotovoltaice

Toleranță ridicată de tensiune: Suportă sisteme de 1500V CC, depășind cu mult limita de 1000V a SPD-urilor tradiționale.

- Protecție la arc electric continuu: Dispozitiv de întrerupere rapidă încorporat, timp de răspuns

- Rezistență puternică la intemperii: nivel de protecție IP65, funcționând într-o gamă largă de temperaturi de la -40 ℃ la 85 ℃, potrivit pentru medii dure, cum ar fi deșerturile și zonele de coastă.

4.2 Certificare internațională și asigurarea conformității

- A obținut certificări globale precum TUV, UL și IEC 61643-31, îndeplinind cerințele standardelor UE CE, SUA NEC 690 și alte reglementări.

- Rapoarte complete de trasabilitate a materialelor din silicon, îndeplinind cu ușurință cerințele de revizuire ale UFLPA din SUA.

4.3 Îmbunătățirea serviciilor cu valoare adăugată pentru a îmbunătăți experiența clienților

- Soluții personalizate: Proiectați niveluri de protecție în funcție de climatul local și de condițiile rețelei (cum ar fi configurații îmbunătățite pentru zonele cu furtuni frecvente).

- Monitorizare de la distanță: Modulul IoT opțional poate fi integrat în platforma de operare și întreținere fotovoltaică pentru a realiza o avertizare timpurie în caz de defecțiune.

- Răspuns rapid: Piesele de schimb sunt depozitate în depozite din străinătate, iar asistența tehnică va fi asigurată în termen de 48 de ore.

Caz client:

- A furnizat o soluție completă de descărcări pentru o centrală fotovoltaică de 300 MW în Arabia Saudită, fără a produce lovituri de trăsnet în decurs de trei ani.

- După ce dealerii germani de sisteme fotovoltaice rezidențiale l-au achiziționat, rata reclamațiilor clienților a scăzut cu 90%.

5. Privind spre viitor: fotovoltaica și protecția la supratensiune se dezvoltă în tandem

Pe măsură ce tehnologia fotovoltaică continuă să evolueze către tensiuni mai mari (cum ar fi sistemele de 2000V) și o inteligență sporită, dispozitivele de protecție la supratensiune vor fi, de asemenea, modernizate simultan:

- Inteligență: IA prezice riscurile de trăsnet și ajustează automat strategiile de protecție.

- Inovație în materie de materiale: Dispozitivele din carbură de siliciu (SiC) îmbunătățesc viteza de răspuns și durata de viață.

- Integrare de sistem: Colaborare profundă cu invertoare și sisteme de stocare a energiei pentru a forma o rețea de protecție integrată „activă + pasivă”.

Concluzie

Alegeți o protecție fiabilă pentru a proteja viitorul fotovoltaicelor

Sistemul fotovoltaic este piatra de temelie a tranziției către energia verde, iar dispozitivul de protecție la supratensiune este „linia invizibilă de apărare” pentru funcționarea sa stabilă pe termen lung. Ne angajăm să oferim clienților globali soluții SPD eficiente din punct de vedere al costurilor și extrem de fiabile, ajutând fiecare watt de electricitate curată să ajungă la destinație în siguranță.