В прошлом году установленная мощность фотоэлектрических систем в мире превысила 350 ГВт, при этом на Китай приходится более трети. Стоимость этой экологически чистой технологии, преобразующей солнечный свет в электричество, за десять лет снизилась на 80%, но она сталкивается со смертельной угрозой ударов молнии — электростанция в Аризоне, США, однажды потеряла 2 миллиона долларов из-за ударов молнии. Устройства защиты от перенапряжения стали «спасительным средством» электростанций, отводя десятки тысяч вольт напряжения молнии в землю через трехуровневую защитную сеть. Эксперты отрасли отмечают, что по мере повышения напряжения фотоэлектрических систем до 1500 В защитное оборудование открывает технологическую революцию в области материалов на основе карбида кремния.

1.Фотоэлектрическая система: основной источник чистой энергии.

1.1 Что такое фотоэлектрическая система?

Фотоэлектрическая система — это устройство, которое напрямую преобразует солнечную энергию в электрическую. Она в основном состоит из следующих основных компонентов:

- Фотоэлектрические модули (солнечные панели): Использование фотоэлектрического эффекта полупроводниковых материалов (таких как монокристаллический кремний, поликристаллический кремний или тонкие пленки) для генерации постоянного тока.

- Инверторы: преобразуют постоянный ток в переменный для бытового или промышленного использования.

- Системы крепления: Надежно закрепить фотоэлектрические модули и оптимизировать угол приема солнечного света.

- Аккумуляторные батареи (опционально): позволяют накапливать избыточную электроэнергию для повышения эффективности её использования.

- Системы распределения и мониторинга: Обеспечивают стабильную выходную мощность и мониторинг рабочего состояния в режиме реального времени.

Фотоэлектрические системы можно разделить на системы, подключенные к центральной электросети (сетевые), и автономные системы (с независимым электроснабжением). Они широко применяются на крышах жилых домов, в коммерческих и промышленных зданиях, на крупных наземных электростанциях и для электроснабжения отдаленных районов.

1.2 Глобальное состояние развития фотоэлектрических систем

В последние годы мировой рынок фотоэлектрических систем демонстрирует взрывной рост:

- Масштабы установки: В 2023 году глобальная установленная мощность превысила 350 ГВт, при этом Китай, Европа и США стали тремя крупнейшими рынками.

- Снижение затрат: Цена фотоэлектрических модулей снизилась более чем на 80% по сравнению с 10 годами ранее, а в некоторых регионах приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) упала ниже 0,03 доллара США за кВт·ч.

- Технологическая итерация: эффективность массового производства ячеек N-типа TOPCon и HJT превысила 25%, а эффективность перовскитной технологии в лабораторных условиях превысила 33%.

2. Роль и значение фотоэлектрических систем: содействие энергетической революции.

2.1 Экологические преимущества: сокращение выбросов углекислого газа и борьба с изменением климата.

Производство электроэнергии с помощью фотоэлектрических систем полностью экологично на всех этапах. Каждая фотоэлектрическая электростанция мощностью 1 МВт может сократить выбросы углекислого газа на 1000 тонн в год, что эквивалентно посадке 50 000 деревьев. Согласно статистике Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), совокупное сокращение выбросов углекислого газа в мире за счет фотоэлектрической энергетики составило более 1 миллиарда тонн.

2.2 Экономические выгоды: снижение затрат на энергию и создание рабочих мест

- Для домохозяйств и предприятий: благодаря модели «Собственное потребление + избыточная электроэнергия в сеть» пользователи могут сэкономить от 30% до 90% на счетах за электроэнергию.

- Национальная стратегия: В 14-м пятилетнем плане Китая предлагается довести долю возобновляемой энергии в производстве электроэнергии до 33% к 2025 году, а фотоэлектрическая промышленность создаст более 3 миллионов рабочих мест.

2.3 Энергетическая безопасность: освобождение от зависимости от ископаемого топлива

После российско-украинского конфликта Европа ускорила реализацию своего плана «фотовольтаика + хранение энергии». В 2023 году установленная мощность превысила 60 ГВт, что позволило снизить зависимость от природного газа.

2.4 Социальная ценность: Решение проблемы электроснабжения в районах, где отсутствует электроснабжение.

В отдаленных районах Африки, Южной Азии и других регионах автономные фотоэлектрические системы обеспечили электроэнергией более 200 миллионов человек, улучшив такие государственные услуги, как здравоохранение и образование.

3. Невидимые угрозы для фотоэлектрических систем: риски скачков напряжения нельзя игнорировать.

Несмотря на значительные преимущества фотоэлектрических систем, их установка на открытом воздухе подвергает их серьезному риску возникновения скачков напряжения (электрических перенапряжений).

3.1 Источники и опасности скачков напряжения

• Удары молнии: Прямые удары молнии или вызванные ею разряды могут мгновенно генерировать высокое напряжение в десятки тысяч вольт, что может повредить инверторы, компоненты или вызвать пожар.

• Колебания напряжения в сети: коммутационные операции, внезапные изменения нагрузки и т. д. могут вызывать перенапряжение, повреждая чувствительное электронное оборудование.

• Дуги постоянного тока: Высокое напряжение постоянного тока в фотоэлектрических системах (600–1500 В) способствует возникновению устойчивых дуг из-за старения или плохого контакта в линиях, что представляет значительную опасность.

Случай: В 2022 году на фотоэлектрической электростанции в Аризоне, США, в результате ударов молнии были повреждены инверторы, что привело к прямым убыткам, превышающим 2 миллиона долларов США.

3.2 Основные функции устройств защиты от перенапряжения (УЗП)

Устройство защиты от перенапряжения (УЗП) является «защитным механизмом» фотоэлектрической системы. Оно обеспечивает стабильность системы посредством следующих механизмов.

3.2.1 Высвобождение высокого напряжения

Она направляет удар молнии или импульсный ток в землю, чтобы ограничить напряжение в безопасном диапазоне.

3.2.2 Многоуровневая защита

• Уровень 1 (на конце фотоэлектрической батареи): реагирует на прямые удары молнии, имея пропускную способность по току более 20 кА.

• Уровень 2 (на стороне инвертора): подавляет остаточные скачки напряжения и защищает критически важное оборудование.

• Уровень 3 (на распределительном конце): Обеспечивает точную защиту для гарантирования безопасности использования электроэнергии на конечной точке.

3.2.3 Интеллектуальный мониторинг

Сигналы тревоги в режиме реального времени и оповещения о сроке службы оборудования позволяют снизить эксплуатационные и технические расходы.

4. Почему стоит выбрать наш сетевой фильтр? — Специально разработан для фотоэлектрических систем

Являясь ведущим поставщиком решений по защите от скачков напряжения в отрасли, наша продукция обладает следующими основными преимуществами.

4.1 Профессиональная техническая адаптация к требованиям фотоэлектрических систем

- Высокая устойчивость к напряжению: поддерживает системы постоянного тока напряжением 1500 В, что значительно превышает предел в 1000 В для традиционных устройств защиты от перенапряжения.

- Защита от дугового разряда постоянного тока: встроенный быстродействующий автоматический выключатель, время срабатывания

- Высокая устойчивость к атмосферным воздействиям: уровень защиты IP65, работа в широком диапазоне температур от -40℃ до 85℃, подходит для суровых условий эксплуатации, таких как пустыни и прибрежные районы.

4.2 Международная сертификация и обеспечение соответствия

- Получены общепринятые мировые сертификаты, такие как TUV, UL и IEC 61643-31, соответствующие требованиям европейского стандарта CE, американского стандарта NEC 690 и других нормативных актов.

- Полные отчеты о прослеживаемости кремниевых материалов, легко соответствующие требованиям проверки US UFLPA.

4.3. Повышение качества дополнительных услуг для улучшения клиентского опыта.

- Индивидуальные решения: Разработка уровней защиты с учетом местных климатических условий и состояния электросети (например, расширенные конфигурации для районов с частыми грозами).

- Удаленный мониторинг: Дополнительный модуль IoT может быть интегрирован в платформу эксплуатации и технического обслуживания фотоэлектрических систем для обеспечения раннего предупреждения о неисправностях.

- Оперативное реагирование: Запасные части хранятся на зарубежных складах, техническая поддержка будет предоставлена ​​в течение 48 часов.

Пример обращения клиента:

- Предоставили комплексное решение по защите от молнии для фотоэлектрической электростанции мощностью 300 МВт в Саудовской Аравии, благодаря чему за три года не было зафиксировано ни одного удара молнии.

— После того, как немецкие дилеры бытовых фотоэлектрических систем приобрели эту продукцию, количество жалоб клиентов снизилось на 90%.

5. Взгляд в будущее: фотоэлектрические системы и защита от перенапряжений развиваются параллельно.

По мере дальнейшего развития фотоэлектрических технологий в направлении более высоких напряжений (например, систем на 2000 В) и повышения их интеллектуальности, устройства защиты от перенапряжения также будут модернизироваться одновременно:

- Интеллектуальный анализ: ИИ прогнозирует риск удара молнии и автоматически корректирует стратегии защиты.

- Инновации в материалах: устройства на основе карбида кремния (SiC) повышают скорость отклика и срок службы.

- Системная интеграция: Тесное взаимодействие с инверторами и системами хранения энергии для формирования интегрированной сети защиты «активный + пассивный».

Заключение

Выберите надежную защиту, чтобы обеспечить будущее фотоэлектрической энергетики.

Фотоэлектрическая система является краеугольным камнем перехода к экологически чистой энергетике, а устройство защиты от перенапряжения — это «невидимая линия защиты», обеспечивающая ее долговременную стабильную работу. Мы стремимся предоставлять клиентам по всему миру экономически эффективные и высоконадежные решения в области защиты от перенапряжения, помогая каждому ватту чистой электроэнергии безопасно достигать места назначения.