1. Reatha stádas tionscal fótavoltach (fuinneamh gréine)

1.1 Fás Mear ar Mhargadh Fótavoltach Domhanda

Le blianta beaga anuas, tá fás pléascach feicthe ag an tionscal fótavoltach domhanda. De réir sonraí ón nGníomhaireacht Idirnáisiúnta Fuinnimh (IEA), in 2023, sháraigh an cumas suiteáilte nua domhanda de chumhacht fótavoltach 350 GW, agus sháraigh an cumas suiteáilte carnach 1.5 TW. Tá tíortha agus réigiúin ar nós na Síne, na Stát Aontaithe, na hEorpa, agus na hIndia anois ina bpríomhfhórsaí tiomána sa mhargadh fótavoltach.

- An tSín: Mar an margadh fótavoltach gréine is mó ar domhan, chuir an tSín breis is 200 GW de chumas fótavoltach gréine leis in 2023, rud a chuimsíonn níos mó ná 57% den chumas suiteáilte nua domhanda. Is iad tacaíocht beartais an rialtais, dul chun cinn teicneolaíoch, agus laghdú costais na príomhfhachtóirí a thiomáineann forbairt thionscal fótavoltach gréine na Síne.

- An Eoraip: De bharr an choinbhleachta idir an Rúis agus an Úcráin, luathaigh an Eoraip a haistriú fuinnimh. Sa bhliain 2023, sháraigh an cumas nua suiteáilte fótavoltach gréine 60 GW, le fás suntasach i dtíortha ar nós na Gearmáine, na Spáinne agus na hÍsiltíre.

- Na Stáit Aontaithe: Spreagtha ag an Acht um Laghdú Boilscithe (IRA), lean margadh fótavoltach gréine na SA ag fás, le hacmhainn suiteáilte nua de thart ar 40 GW in 2023.

- An India: Cuireann rialtas na hIndia forbairt fuinnimh in-athnuaite chun cinn go bríomhar. Sa bhliain 2023, sháraigh an cumas suiteáilte nua fótavoltach gréine 20 GW, agus an sprioc 500 GW de chumas suiteáilte fuinnimh in-athnuaite a bhaint amach faoi 2030.

1.2Dul chun cinn leanúnach i dteicneolaíocht fhótavoltach

Mar thoradh ar nuálaíocht leanúnach i dteicneolaíocht fhótavoltach tá méadú tagtha ar éifeachtúlacht agus tá costais laghdaithe i nginiúint cumhachta gréine tagtha chun cinn:

- Teicneolaíochtaí ceallraí ardéifeachtúlachta amhail PERC, TOPCon, agus HJT: Is iad cealla PERC (Astaitheoir Éighníomhaithe agus Teagmháil Cúil) an príomhshruth fós, ach tá teicneolaíochtaí TOPCon (Teagmháil Éighníomhaithe Ocsaíd Tolláin) agus HJT (Héitear-chomhcheangal) ag leathnú a sciar den mhargadh de réir a chéile mar gheall ar a n-éifeachtúlacht chomhshó níos airde (>24%).

- Cealla gréine perovskite: Mar an chéad ghlúin eile de theicneolaíocht fhótavoltach, tá éifeachtúlachtaí saotharlainne os cionn 33% bainte amach ag cealla perovskite agus meastar go mbeidh siad inmharthana ó thaobh tráchtála de amach anseo.

- Modúil dhéaghaidheacha agus gléasanna rianaithe: Is féidir le modúil dhéaghaidheacha giniúint cumhachta a mhéadú 10% go 20%, agus déanann gléasanna rianaithe uillinn ionsaithe na gréine a bharrfheabhsú, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht an chórais tuilleadh.

1.3An Leanann costas giniúna cumhachta fótavoltach ag laghdú

Le deich mbliana anuas, tá costas giniúna cumhachta fótavoltaigh tite níos mó ná 80%. De réir IRENA (Gníomhaireacht Idirnáisiúnta um Fhuinneamh In-athnuaite), tá costas domhanda leibhéalaithe leictreachais (LCOE) le haghaidh cumhachta fótavoltaigh in 2023 tite go 0.03 - 0.05 dollar SAM in aghaidh an kWh, níos ísle ná costas giniúna cumhachta guail agus gáis nádúrtha, rud a fhágann gurb é ceann de na foinsí fuinnimh is iomaíche é.

1.4 Forbairt chomhordaithe stórála fuinnimh agus fótavoltach

Mar gheall ar nádúr uaineach giniúna cumhachta fótavoltaigh, tá úsáid córas stórála fuinnimh (amhail cadhnraí litiam, cadhnraí sóidiam-ian, cadhnraí sreafa, srl.) i gcomhar le chéile ina treocht. Sa bhliain 2023, sháraigh acmhainn nua-shuiteáilte tionscadal stórála fuinnimh móide fótavoltaigh dhomhanda 30 GW, agus meastar go gcoimeádfaidh sé ráta fáis ard sa chéad deich mbliana eile.

2. An tábhacht den tionscal fótavoltach

2.1 Aghaidh a thabhairt ar an aeráid athrú agus spriocanna neodrachta carbóin a chur chun cinn

Tá tíortha ar fud an domhain ag luasghéarú a n-aistrithe fuinnimh chun astaíochtaí gás ceaptha teasa a laghdú. Tá ról ríthábhachtach ag cumhacht na gréine, mar chuid lárnach den fhuinneamh glan, i mbaint amach an sprioc "neodracht charbóin". De réir Chomhaontú Pháras, faoi 2030, ní mór don sciar domhanda den fhuinneamh in-athnuaite sroicheadh ​​​​os cionn 40%, agus beidh cumhacht na gréine ar cheann de na príomhfhoinsí fuinnimh.

2.2 Slándáil agus neamhspleáchas fuinnimh

Bíonn tionchar mór ag geopolaitíocht ar fhoinsí fuinnimh traidisiúnta (amhail ola agus gás nádúrtha), ach bíonn acmhainní fuinnimh gréine scaipthe go forleathan agus is féidir leo an spleáchas ar fhuinneamh allmhairithe a laghdú. Mar shampla, tá an t-éileamh ar ghás nádúrtha na Rúise laghdaithe ag an Eoraip trí ghléasraí cumhachta fótavoltacha ar scála mór a imscaradh, rud a fheabhsaíonn a neamhspleáchas fuinnimh.

2.3 Fás eacnamaíoch agus fostaíocht a chur chun cinn

Áirítear leis an slabhra tionscail fótavoltach ilnaisc amhail ábhair sileacain, sliseáin sileacain, cadhnraí, modúil, inverters, lúibíní, agus stóráil fuinnimh, a chruthaigh na milliúin post ar fud an domhain. Tá níos mó ná 3 mhilliún fostaithe go díreacha i dtionscal fótavoltach na Síne, agus tá na tionscail fótavoltach san Eoraip agus sna Stáit Aontaithe ag leathnú go tapa freisin.

2.4 Leictriú tuaithe agus faoiseamh bochtaineachta

I dtíortha i mbéal forbartha, soláthraíonn micreaghreillí fótavoltacha agus córais ghréine tí leictreachas do cheantair iargúlta agus feabhsaíonn siad dálaí maireachtála na gcónaitheoirí. Mar shampla, chabhraigh na "Córais Baile Gréine" san Afraic le na milliúin daoine éalú ón staid gan leictreachas.

3.An gá atá le gléas cosanta borrtha (SPD) i gcóras fótavoltach

3.1 Rioscaí stailceanna tintreach agus borrtha a bhíonn os comhair córais fhótavoltacha

De ghnáth, bíonn stáisiúin chumhachta fótavoltacha suiteáilte i limistéir oscailte (amhail fásaigh, díonta agus sléibhte), agus bíonn siad an-leochaileach do stailceanna tintreach agus tionchair róvoltais. Áirítear ar na príomhrioscaí:

- Buille díreach tintrí: Buille díreach ar mhodúil fhótavoltacha nó ar thacaí, rud a fhágann damáiste don trealamh.

- Tintreach spreagtha: Spreagann an cuisle leictreamaighnéadach ó thintreach voltais arda i gcáblaí, rud a dhéanann damáiste do ghléasanna leictreonacha amhail inbhéirteoirí agus rialtóirí.

- Luaineachtaí greille: Féadfar róvoltais oibríochtúla ar thaobh an ghreille (amhail gníomhartha lasc, lochtanna gearrchiorcaid) a tharchur chuig an gcóras fótavoltach.

3.2 Feidhm an Ghléas Cosanta Borrtha (SPD)

Is iad cosantóirí borrtha an trealamh is tábhachtaí le haghaidh cosaint tintreach agus cosaint róvoltais i gcórais fhótavoltacha. Áirítear ar a bpríomhfheidhmeanna:

- Róvoltais neamhbhuana a theorannú: Voltais arda a ghintear trí stailceanna tintreach nó luaineachtaí greille a rialú laistigh de raon sábháilte.

- Sruthanna borrtha a urscaoileadh: Sruthanna iomarcacha a threorú go tapa isteach sa talamh chun trealamh iartheachtach a chosaint.

- Iontaofacht an chórais a fheabhsú: Teipeanna trealaimh agus am neamhfhónaimh de bharr stailceanna tintreach nó borradh a laghdú.

3.3 Feidhmiú SPD i gcórais fhótavoltacha

Ba cheart an chosaint borrtha do chórais fhótavoltacha a dhearadh i leibhéil éagsúla:

- Cosaint ar thaobh an DC (ó mhodúil fhótavoltacha go dtí an t-inbhéirteoir):

- Suiteáil SPD Cineál II ag ceann ionchuir an tsreang chun tintreach ionduchtaithe agus róvoltais oibriúcháin a chosc.

- Suiteáil SPD Cineál I + II ag ceann ionchuir DC an inbhéartóra chun aghaidh a thabhairt ar an mbagairt chomhcheangailte ó thintreach dhíreach agus ionduchtaithe.

- Cosaint ar thaobh an AC (ón inverter go dtí an eangach):

- Suiteáil SPD Cineál II ag ceann aschuir an inbhéartóra chun cosc ​​a chur ar róvoltas taobh an ghreille.

- Suiteáil SPD Cineál III sa chomh-aireachta dáilte chun cosaint chruinn a sholáthar do threalamh íogair.

3.4 Príomhphointí maidir le cosantóirí borrtha a roghnú

- Meaitseáil leibhéal voltais: Ní mór an voltas oibriúcháin leanúnach uasta (Uc) den SPD a bheith níos airde ná voltas an chórais (mar shampla, éilíonn córas fótavoltach 1000Vdc SPD le Uc ≥ 1200V).

- Cumas reatha: Ba chóir go mbeadh an sruth urscaoilte ainmniúil (In) den SPD taobh DC ≥ 20kA, agus ba chóir go mbeadh an sruth urscaoilte uasta (Imax) ≥ 40kA.

- Leibhéal cosanta: Ní mór do shuiteáil lasmuigh cosaint IP65 nó níos airde a chomhlíonadh, atá oiriúnach do thimpeallachtaí crua.

- Caighdeáin deimhniúcháin: Comhlíontach le IEC 61643-31 (caighdeán do SPDanna fótavoltacha sonracha) agus UL 1449 agus deimhnithe idirnáisiúnta eile.

3.5 Rioscaí féideartha gan SPD a shuiteáil

- Damáiste trealaimh: Bíonn gléasanna leictreonacha beachtais amhail inbhéirteoirí agus córais monatóireachta i mbaol tionchair borrtha agus bíonn na costais dheisiúcháin ard.

- Caillteanas giniúna cumhachta: Bíonn múchadh córais mar thoradh ar stailceanna tintreach, rud a théann i bhfeidhm ar bhrabúis giniúna cumhachta.

- Guais ​​dóiteáin: D’fhéadfadh róvoltas tine leictreach a spreagadh, rud a chuirfeadh sábháilteacht an stáisiúin chumhachta i mbaol.

4. Domhanda Treochtaí Margaidh Cosantóir Borrtha PV

4.1 Fás Éilimh an Mhargaidh

Leis an méadú tapa ar chumas suiteála fótavoltach, tá méadú tagtha ar mhargadh na gcosantóirí borrtha ag an am céanna. Meastar go mbeidh margadh domhanda SPD fótavoltach níos mó ná 2 bhilliún dollar SAM faoi 2025, le ráta fáis bliantúil cumaisc (CAGR) de 15%.

4.2 Treo na nuálaíochta teicneolaíche

- SPD Chliste: Feistithe le feidhmeanna monatóireachta reatha agus aláraim locht, agus ag tacú le hoibriú iargúlta.

- Leibhéil voltais níos airde: Tá SPDanna le rátálacha voltais níos airde (amhail 1500V) anois ina bpríomhshruth.

- Saolré níos faide: Úsáid a bhaint as ábhair íogaire nua (amhail teicneolaíocht ilchodach ocsaíd since), rud a fheabhsaíonn marthanacht SPDanna.

4.3 Polasaí agus Cur Chun Cinn Caighdeánach

- Éilíonn caighdeáin idirnáisiúnta amhail IEC 62305 (Caighdeán um Chosaint Tintreach) agus IEC 61643-31 (Caighdeán SPD Fótavoltach) go mbeidh cosaint borrtha feistithe ar chórais fhótavoltacha.

- Leagtar amach go soiléir sna "Sonraíochtaí Teicniúla maidir le Cosaint Tintreach Stáisiúin Chumhachta Fótavoltacha" (GB/T 32512-2016) sa tSín na ceanglais roghnúcháin agus suiteála le haghaidh SPD.

5.Conclúid: Ní féidir leis an tionscal fótavoltach maireachtáil gan chosantóirí borrtha

Tá borradh mór curtha ag forbairt thapa an tionscail fhótavoltaigh leis an aistriú fuinnimh domhanda. Mar sin féin, ní féidir neamhaird a dhéanamh de rioscaí stailceanna tintreach agus borrtha cumhachta. Is féidir le cosantóirí borrtha, mar an ráthaíocht is tábhachtaí maidir le hoibriú sábháilte córas fótavoltaigh, an riosca damáiste trealaimh a laghdú go héifeachtach, éifeachtúlacht giniúna cumhachta a fheabhsú, agus saolré an chórais a shíneadh. Amach anseo, le fás leanúnach suiteálacha fótavoltaigh agus forbairt eangacha cliste, beidh SPDanna ardfheidhmíochta agus iontaofa ina gcomhpháirteanna riachtanacha de stáisiúin chumhachta fótavoltaigh.

I gcás infheisteoirí fótavoltach, cuideachtaí EPC agus foirne oibríochta agus cothabhála, is beart ríthábhachtach é cosantóirí borrtha ardchaighdeáin a roghnú a chomhlíonann caighdeáin idirnáisiúnta chun oibriú cobhsaí fadtéarmach an stáisiúin chumhachta a chinntiú agus an toradh infheistíochta a uasmhéadú.