1. Semasa status industri fotovoltaik (tenaga suria)

1.1 Pertumbuhan Pesat Pasaran Fotovoltaik Global

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, industri fotovoltaik global telah menyaksikan pertumbuhan yang pesat. Menurut data daripada Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA), pada tahun 2023, kapasiti terpasang baharu global untuk kuasa fotovoltaik melebihi 350 GW, dan kapasiti terpasang kumulatif melebihi 1.5 TW. Negara dan wilayah seperti China, Amerika Syarikat, Eropah dan India telah menjadi penggerak utama dalam pasaran fotovoltaik.

- China: Sebagai pasaran fotovoltaik solar terbesar di dunia, China telah menambah lebih 200 GW kapasiti fotovoltaik solar pada tahun 2023, menyumbang lebih daripada 57% daripada kapasiti terpasang baharu global. Sokongan dasar kerajaan, kemajuan teknologi dan pengurangan kos merupakan faktor utama yang memacu pembangunan industri fotovoltaik solar China.

- Eropah: Terjejas oleh konflik Rusia-Ukraine, Eropah mempercepatkan peralihan tenaganya. Pada tahun 2023, kapasiti terpasang baharu fotovoltaik solar melebihi 60 GW, dengan pertumbuhan yang ketara di negara-negara seperti Jerman, Sepanyol dan Belanda.

- Amerika Syarikat: Didorong oleh Akta Pengurangan Inflasi (IRA), pasaran fotovoltaik solar AS terus berkembang, dengan kapasiti terpasang baharu kira-kira 40 GW pada tahun 2023.

- India: Kerajaan India giat menggalakkan pembangunan tenaga boleh diperbaharui. Pada tahun 2023, kapasiti terpasang baharu fotovoltaik solar melebihi 20 GW, dengan matlamat untuk mencapai 500 GW kapasiti terpasang tenaga boleh diperbaharui menjelang 2030.

1.2Kemajuan berterusan dalam teknologi fotovoltaik

Inovasi berterusan dalam teknologi fotovoltaik telah membawa kepada peningkatan kecekapan dan pengurangan kos dalam penjanaan kuasa solar:

- Teknologi bateri berkecekapan tinggi seperti PERC, TOPCon dan HJT: Sel PERC (Pasifated Emitter and Rear Contact) kekal sebagai arus perdana, tetapi teknologi TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) dan HJT (Heterojunction) secara beransur-ansur mengembangkan bahagian pasaran mereka disebabkan oleh kecekapan penukaran yang lebih tinggi (>24%).

- Sel solar perovskit: Sebagai teknologi fotovoltaik generasi akan datang, sel perovskit telah mencapai kecekapan makmal melebihi 33% dan dijangka berdaya maju secara komersial pada masa hadapan.

- Modul dwimuka dan pelekap penjejakan: Modul dwimuka boleh meningkatkan penjanaan kuasa sebanyak 10% hingga 20%, manakala pelekap penjejakan mengoptimumkan sudut tuju cahaya matahari, seterusnya meningkatkan kecekapan sistem.

1.3Yang kos penjanaan kuasa fotovoltaik terus menurun

Sepanjang dekad yang lalu, kos penjanaan kuasa fotovoltaik telah menurun lebih daripada 80%. Menurut IRENA (Agensi Tenaga Boleh Diperbaharui Antarabangsa), kos elektrik bertaraf global (LCOE) untuk kuasa fotovoltaik pada tahun 2023 telah jatuh kepada 0.03 - 0.05 dolar AS setiap kWh, lebih rendah daripada penjanaan kuasa arang batu dan gas asli, menjadikannya salah satu sumber tenaga yang paling kompetitif.

1.4 Pembangunan terselaras penyimpanan tenaga dan fotovoltaik

Disebabkan sifat penjanaan kuasa fotovoltaik yang berselang-seli, penggunaan sistem storan tenaga (seperti bateri litium, bateri natrium-ion, bateri aliran, dll.) secara bersama telah menjadi satu trend. Pada tahun 2023, kapasiti baharu projek storan fotovoltaik serta tenaga global telah melebihi 30 GW, dan ia dijangka mengekalkan kadar pertumbuhan yang tinggi dalam dekad akan datang.

2. Yang kepentingan industri fotovoltaik

2.1 Menangani iklim perubahan dan promosi matlamat peneutralan karbon

Negara-negara di seluruh dunia sedang mempercepatkan peralihan tenaga mereka untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau. Tenaga solar, sebagai komponen teras tenaga bersih, memainkan peranan penting dalam mencapai matlamat "peneutralan karbon". Menurut Perjanjian Paris, menjelang 2030, bahagian global tenaga boleh diperbaharui perlu mencapai lebih 40%, dan tenaga solar akan menjadi salah satu sumber tenaga utama.

2.2 Keselamatan dan kebebasan tenaga

Sumber tenaga tradisional (seperti minyak dan gas asli) sangat dipengaruhi oleh geopolitik, manakala sumber tenaga solar diagihkan secara meluas dan dapat mengurangkan pergantungan pada tenaga yang diimport. Contohnya, Eropah telah mengurangkan permintaannya untuk gas asli Rusia dengan menggunakan loji janakuasa fotovoltaik berskala besar, sekali gus meningkatkan autonomi tenaganya.

2.3 Menggalakkan pertumbuhan ekonomi dan pekerjaan

Rantaian industri fotovoltaik merangkumi pelbagai rangkaian seperti bahan silikon, wafer silikon, bateri, modul, penyongsang, pendakap dan storan tenaga, yang telah mewujudkan berjuta-juta pekerjaan di seluruh dunia. Pekerja langsung dalam industri fotovoltaik China melebihi 3 juta, dan industri fotovoltaik di Eropah dan Amerika Syarikat juga berkembang pesat.

2.4 Elektrifikasi luar bandar dan pengurangan kemiskinan

Di negara-negara membangun, mikrogrid fotovoltaik dan sistem solar isi rumah membekalkan elektrik ke kawasan terpencil dan meningkatkan keadaan hidup penduduk. Contohnya, "Sistem Rumah Suria" di Afrika telah membantu berpuluh-puluh juta orang keluar daripada keadaan ketiadaan elektrik.

3.Keperluan peranti perlindungan lonjakan (SPD) dalam sistem fotovoltaik

3.1 Risiko sambaran kilat dan lonjakan yang dihadapi oleh sistem fotovoltaik

Stesen janakuasa fotovoltaik biasanya dipasang di kawasan terbuka (seperti padang pasir, bumbung dan gunung), dan sangat terdedah kepada panahan kilat dan impak voltan lampau. Risiko utama termasuk:

- Sambaran petir langsung: Sambaran petir langsung pada modul atau sokongan fotovoltaik, menyebabkan kerosakan pada peralatan.

- Kilat teraruh: Denyutan elektromagnet daripada kilat mengaruh voltan tinggi dalam kabel, merosakkan peranti elektronik seperti penyongsang dan pengawal.

- Turun naik grid: Voltan lampau operasi pada bahagian grid (seperti tindakan suis, kerosakan litar pintas) mungkin dihantar ke sistem fotovoltaik.

3.2 Fungsi Peranti Pelindung Lonjakan (SPD)

Pelindung lonjakan kuasa merupakan peralatan utama untuk perlindungan kilat dan perlindungan voltan lampau dalam sistem fotovoltaik. Fungsi utamanya termasuk:

- Mengehadkan voltan lampau sementara: Mengawal voltan tinggi yang dijana oleh sambaran kilat atau turun naik grid dalam julat yang selamat.

- Mengeluarkan arus lonjakan: Mengarahkan arus berlebihan ke dalam tanah dengan cepat untuk melindungi peralatan hiliran.

- Meningkatkan kebolehpercayaan sistem: Mengurangkan kegagalan peralatan dan masa henti yang disebabkan oleh sambaran kilat atau lonjakan kuasa.

3.3 Aplikasi SPD dalam sistem fotovoltaik

Perlindungan lonjakan untuk sistem fotovoltaik perlu direka bentuk dalam pelbagai peringkat:

- Perlindungan pada bahagian DC (daripada modul fotovoltaik kepada penyongsang):

- Pasang SPD Jenis II pada hujung input rentetan untuk mengelakkan kilat teraruh dan voltan operasi yang berlebihan.

- Pasang SPD Jenis I + II pada hujung input DC penyongsang untuk menangani ancaman gabungan kilat langsung dan kilat teraruh.

- Perlindungan pada bahagian AC (dari penyongsang ke grid):

- Pasang SPD Jenis II pada hujung output inverter untuk mengelakkan pencerobohan voltan lampau bahagian grid.

- Pasang SPD Jenis III dalam kabinet agihan untuk memberikan perlindungan yang tepat untuk peralatan sensitif.

3.4 Perkara penting untuk memilih pelindung lonjakan

- Pemadanan aras voltan: Voltan operasi berterusan maksimum (Uc) SPD mestilah lebih tinggi daripada voltan sistem (contohnya, sistem fotovoltaik 1000Vdc memerlukan SPD dengan Uc ≥ 1200V).

- Kapasiti arus: Arus nyahcas nominal (In) bagi SPD sisi DC hendaklah ≥ 20kA, dan arus nyahcas maksimum (Imax) hendaklah ≥ 40kA.

- Tahap perlindungan: Pemasangan luar mesti memenuhi perlindungan IP65 atau lebih tinggi, sesuai untuk persekitaran yang keras.

- Piawaian pensijilan: Mematuhi IEC 61643-31 (piawaian untuk SPD khusus fotovoltaik) dan UL 1449 serta pensijilan antarabangsa yang lain.

3.5 Risiko berpotensi jika tidak memasang SPD

- Kerosakan peralatan: Peranti elektronik jitu seperti inverter dan sistem pemantauan terdedah kepada impak lonjakan dan kos pembaikannya tinggi.

- Kehilangan penjanaan kuasa: Sambaran petir menyebabkan penutupan sistem, menjejaskan keuntungan penjanaan kuasa.

- Bahaya kebakaran: Voltan lampau boleh mencetuskan kebakaran elektrik, sekali gus mengancam keselamatan stesen janakuasa.

4. Global Trend Pasaran Pelindung Lonjakan PV

4.1 Pertumbuhan Permintaan Pasaran

Dengan peningkatan pesat dalam kapasiti pemasangan fotovoltaik, pasaran untuk pelindung lonjakan juga telah berkembang secara serentak. Diunjurkan bahawa saiz pasaran SPD fotovoltaik global akan melebihi 2 bilion dolar AS menjelang 2025, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR) sebanyak 15%.

4.2 Hala tuju inovasi teknologi

- SPD Pintar: Dilengkapi dengan fungsi pemantauan semasa dan penggera kerosakan, serta menyokong operasi jarak jauh.

- Tahap voltan yang lebih tinggi: SPD dengan penarafan voltan yang lebih tinggi (seperti 1500V) telah menjadi arus perdana.

- Jangka hayat yang lebih panjang: Menggunakan bahan sensitif baharu (seperti teknologi komposit zink oksida), meningkatkan ketahanan SPD.

4.3 Dasar dan Promosi Standard

- Piawaian antarabangsa seperti IEC 62305 (Standard Perlindungan Kilat) dan IEC 61643-31 (Standard SPD Fotovoltaik) mewajibkan sistem fotovoltaik dilengkapi dengan perlindungan lonjakan.

- "Spesifikasi Teknikal untuk Perlindungan Kilat Stesen Janakuasa Fotovoltaik" (GB/T 32512-2016) di China dengan jelas menetapkan keperluan pemilihan dan pemasangan untuk SPD.

5.Kesimpulan: Industri fotovoltaik tidak boleh hidup tanpa pelindung lonjakan

Perkembangan pesat industri fotovoltaik telah menyuntik dorongan yang kuat ke dalam peralihan tenaga global. Walau bagaimanapun, sambaran kilat dan risiko lonjakan tidak boleh diabaikan. Pelindung lonjakan, sebagai jaminan utama untuk operasi sistem fotovoltaik yang selamat, dapat mengurangkan risiko kerosakan peralatan dengan berkesan, meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa, dan memanjangkan jangka hayat sistem. Pada masa hadapan, dengan pertumbuhan berterusan pemasangan fotovoltaik dan pembangunan grid pintar, SPD berprestasi tinggi dan sangat andal akan menjadi komponen penting stesen janakuasa fotovoltaik.

Bagi pelabur fotovoltaik, syarikat EPC dan pasukan operasi dan penyelenggaraan, memilih pelindung lonjakan berkualiti tinggi yang memenuhi piawaian antarabangsa merupakan langkah penting untuk memastikan operasi stesen janakuasa yang stabil dalam jangka panjang dan memaksimumkan pulangan pelaburan.