La capacitat instal·lada fotovoltaica mundial va superar els 350 GW l'any passat, i la Xina hi va contribuir amb més d'un terç. Aquesta tecnologia verda que converteix la llum solar en electricitat ha vist com el seu cost s'ha desplomat en un 80% en deu anys, però s'enfronta a l'amenaça mortal dels llamps: una central elèctrica d'Arizona, als Estats Units, va perdre 2 milions de dòlars a causa dels llamps. Els protectors de sobretensió s'han convertit en l'"artefacte que salva vides" de les centrals elèctriques, dirigint desenes de milers de volts de voltatge de llamp a terra a través d'una xarxa de protecció de tres nivells. Els experts de la indústria van assenyalar que a mesura que el voltatge dels sistemes fotovoltaics puja fins als 1500 V, els equips de protecció estan marcant el començament d'una revolució tecnològica en els materials de carbur de silici.

1.Sistema fotovoltaic: el poder central de l'energia neta

1.1 Què és un sistema fotovoltaic?

Un sistema fotovoltaic és un dispositiu que converteix directament l'energia solar en energia elèctrica. Consta principalment dels següents components principals:

- Mòduls fotovoltaics (panells solars): utilitzen l'efecte fotoelèctric de materials semiconductors (com ara silici monocristal·lí, silici policristal·lí o pel·lícules primes) per generar corrent continu.

- Inversors: Converteixen el corrent continu en corrent altern per a ús domèstic o industrial.

- Sistemes de muntatge: Assegurar els mòduls fotovoltaics i optimitzar l'angle de recepció de la llum solar.

- Bateries d'emmagatzematge (opcional): emmagatzemen l'excés d'electricitat per millorar l'aprofitament de l'energia.

- Sistemes de distribució i monitorització: Garantir una producció d'energia estable i una monitorització en temps real de l'estat operatiu.

Els sistemes fotovoltaics es poden classificar en tipus connectats a la xarxa (connectats a la xarxa elèctrica pública) i tipus fora de la xarxa (font d'alimentació independent), i s'apliquen àmpliament en teulades residencials, edificis comercials i industrials, centrals elèctriques a terra a gran escala i subministrament d'energia en zones remotes.

1.2 Estat del desenvolupament global dels sistemes fotovoltaics

En els darrers anys, el mercat fotovoltaic mundial ha experimentat un creixement explosiu:

- Escala d'instal·lació: La nova capacitat d'instal·lació global va superar els 350 GW el 2023, amb la Xina, Europa i els Estats Units com els tres principals mercats.

- Reducció de costos: El preu dels mòduls fotovoltaics ha baixat més d'un 80% en comparació amb fa 10 anys i, en algunes regions, el cost anivellat de l'electricitat (LCOE) ha caigut per sota dels 0,03 dòlars americans per kWh.

- Iteració tecnològica: l'eficiència de la producció en massa de cèl·lules TOPCon i HJT de tipus N ha superat el 25%, i l'eficiència de laboratori de la tecnologia de perovskita ha superat el 33%.

2. El paper i la importància dels sistemes fotovoltaics: promovent la revolució energètica

2.1 Beneficis mediambientals: reducció d'emissions de carboni i abordatge del canvi climàtic

La generació d'energia fotovoltaica és completament lliure de contaminació durant tot el procés. Cada central fotovoltaica d'1 MW pot reduir les emissions de diòxid de carboni en 1.000 tones anuals, cosa que equival a plantar 50.000 arbres. Segons les estadístiques de l'Agència Internacional d'Energies Renovables (IRENA), la generació mundial d'energia fotovoltaica ha reduït acumulativament les emissions de carboni en més de mil milions de tones.

2.2 Beneficis econòmics: reducció dels costos energètics i creació de llocs de treball

- Per a llars i empreses: A través del model "Autoconsum + Excedent d'energia a la xarxa", els usuaris poden estalviar entre un 30% i un 90% en les factures d'electricitat.

- Estratègia nacional: el 14è Pla quinquennal de la Xina proposa que la proporció d'energies renovables en la generació d'energia arribi al 33% el 2025, i la indústria fotovoltaica crearà més de 3 milions de llocs de treball.

2.3 Seguretat energètica: alliberar-se de la dependència dels combustibles fòssils

Després del conflicte entre Rússia i Ucraïna, Europa ha accelerat el seu pla de "fotovoltaica + emmagatzematge d'energia". El 2023, la nova capacitat instal·lada va superar els 60 GW, amb l'objectiu de reduir la seva dependència del gas natural.

2.4 Valor social: Resoldre el problema de l'electricitat a les zones sense subministrament elèctric

En zones remotes d'Àfrica, el sud d'Àsia i altres regions, els sistemes fotovoltaics fora de la xarxa han proporcionat electricitat a més de 200 milions de persones, millorant els serveis públics com l'atenció sanitària i l'educació.

3. Amenaces invisibles per als sistemes fotovoltaics: els riscos de sobretensió no es poden ignorar

Tot i que els sistemes fotovoltaics tenen avantatges significatius, les seves característiques d'instal·lació a l'aire lliure els exposen a riscos greus de sobretensions (sobretensions elèctriques).

3.1 Fonts i riscos de les sobretensions

• Llamps: Els llamps directes o els llamps induïts poden generar alts voltatges instantanis de desenes de milers de volts, que poden danyar els inversors, els components o provocar incendis.

• Fluctuacions de la xarxa: Les operacions de commutació, els canvis sobtats de càrrega, etc., poden causar sobretensions i danyar els equips electrònics sensibles.

• Arcs laterals de CC: L'alta tensió de CC en sistemes fotovoltaics (600V - 1500V) facilita que es produeixin arcs persistents a causa de l'envelliment o un mal contacte a les línies, cosa que representa un perill important.

Cas: El 2022, una central fotovoltaica d'Arizona, EUA, va patir danys col·lectius als seus inversors a causa de la caiguda de llamps, que van provocar pèrdues directes superiors als 2 milions de dòlars americans.

3.2 La funció principal dels dispositius de protecció contra sobretensions (SPD)

El dispositiu de protecció contra sobretensions (SPD) és el "guardià de la seguretat" del sistema fotovoltaic. Garanteix l'estabilitat del sistema mitjançant els mecanismes següents

3.2.1 Alliberament d'alta tensió

Canalitza el corrent de llamp o la sobretensió a terra per limitar el voltatge dins d'un rang segur.

3.2.2 Protecció multinivell

• Nivell 1 (a l'extrem del panell fotovoltaic): Respon a la caiguda directa de llamps, amb una capacitat de corrent superior a 20 kA.

• Nivell 2 (a l'extrem de l'inversor): Suprimeix les sobretensions residuals i protegeix els equips crítics.

• Nivell 3 (a l'extrem de distribució): Proporciona una protecció precisa per garantir la seguretat de l'ús de l'energia del terminal.

3.2.3 Monitorització intel·ligent

Alarmes en temps real i alertes de vida útil, que redueixen els costos d'operació i manteniment.

4. Per què escollir el nostre protector de sobretensions? — Fet a mida per a sistemes fotovoltaics

Com a proveïdor líder de solucions de protecció contra sobretensions a la indústria, els nostres productes tenen els següents avantatges principals

4.1 Adaptació tècnica professional als requisits fotovoltaics

- Tolerància a alta tensió: Admet sistemes de 1500 V CC, superant amb escreix el límit de 1000 V dels SPD tradicionals.

- Protecció contra arc de CC: dispositiu de disjuntor ràpid integrat, temps de resposta

- Forta resistència a la intempèrie: nivell de protecció IP65, funcionant dins d'un ampli rang de temperatures de -40 ℃ a 85 ℃, adequat per a entorns durs com ara deserts i zones costaneres.

4.2 Certificació internacional i assegurament del compliment

- Ha obtingut certificacions globals com ara TUV, UL i IEC 61643-31, complint els requisits de la UE CE, la EUA NEC 690 i altres normatives.

- Informes complets de traçabilitat de materials de silicona, que compleixen fàcilment els requisits de revisió de la UFLPA dels EUA.

4.3 Millora dels serveis de valor afegit per millorar l'experiència del client

- Solucions personalitzades: dissenyar nivells de protecció basats en el clima local i les condicions de la xarxa (com ara configuracions millorades per a zones amb tempestes freqüents).

- Monitorització remota: El mòdul IoT opcional es pot integrar a la plataforma d'operació i manteniment fotovoltaica per aconseguir un avís precoç d'avaries.

- Resposta ràpida: les peces de recanvi s'emmagatzemen en magatzems a l'estranger i es proporcionarà assistència tècnica en un termini de 48 hores.

Cas del client:

- Va proporcionar una solució SPD completa per a una central fotovoltaica de 300 MW a l'Aràbia Saudita, sense que s'hagin produït llamps en tres anys.

- Després que els distribuïdors alemanys de fotovoltaica residencial la compren, la taxa de queixes dels clients va disminuir en un 90%.

5. Mirant cap al futur: la fotovoltaica i la protecció contra sobretensions es desenvolupen conjuntament

A mesura que la tecnologia fotovoltaica continua evolucionant cap a voltatges més alts (com ara els sistemes de 2000 V) i una major intel·ligència, els protectors contra sobretensions també s'actualitzaran simultàniament:

- Intel·ligència: la IA prediu els riscos de llamps i ajusta automàticament les estratègies de protecció.

- Innovació en materials: els dispositius de carbur de silici (SiC) milloren la velocitat de resposta i la vida útil.

- Integració de sistemes: col·laboració profunda amb inversors i sistemes d'emmagatzematge d'energia per formar una xarxa de protecció integrada "activa + passiva".

Conclusió

Trieu una protecció fiable per salvaguardar el futur de la fotovoltaica

El sistema fotovoltaic és la pedra angular de la transició cap a l'energia verda, i el protector de sobretensions és la "línia de defensa invisible" per al seu funcionament estable a llarg termini. Ens comprometem a proporcionar als clients globals solucions SPD rendibles i altament fiables, ajudant a que cada watt d'electricitat neta arribi al seu destí de manera segura.