1. Одоогийн байдал фотоэлектрик (нарны эрчим хүч) үйлдвэрлэлийн

1.1 Дэлхийн фотоволтайкийн зах зээлийн хурдацтай өсөлт

Сүүлийн жилүүдэд дэлхийн фотоэлектрикийн салбар огцом өсөлттэй байна. Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн (IEA) мэдээллээр 2023 онд дэлхийн фотоэлектрикийн шинээр суурилуулсан хүчин чадал 350 ГВт-аас давж, нийт суурилуулсан хүчин чадал 1.5 ТВт-аас давжээ. Хятад, АНУ, Европ, Энэтхэг зэрэг улс орон, бүс нутаг нь фотоэлектрикийн зах зээлийн гол хөдөлгөгч хүч болжээ.

- Хятад: Дэлхийн хамгийн том нарны фотоволтайк зах зээл болох Хятад улс 2023 онд 200 ГВт-аас дээш нарны фотоволтайк хүчин чадлыг нэмэгдүүлсэн нь дэлхийн шинээр суурилуулсан хүчин чадлын 57%-иас илүү хувийг эзэлж байна. Засгийн газрын бодлогын дэмжлэг, технологийн дэвшил, зардлыг бууруулах нь Хятадын нарны фотоволтайк салбарын хөгжлийг хөдөлгөгч гол хүчин зүйлүүд юм.

- Европ: Орос-Украины мөргөлдөөнд өртсөн Европ эрчим хүчний шилжилтээ хурдасгасан. 2023 онд нарны фотоэлектрикийн шинээр суурилуулсан хүчин чадал 60 ГВт-аас давсан бөгөөд Герман, Испани, Нидерланд зэрэг орнуудад мэдэгдэхүйц өсөлт ажиглагдсан.

- Америкийн Нэгдсэн Улс: Инфляцийг бууруулах тухай хууль (IRA)-аар дэмжигдсэн АНУ-ын нарны фотоэлектрикийн зах зээл өссөөр байгаа бөгөөд 2023 онд ойролцоогоор 40 ГВт шинээр суурилуулсан хүчин чадалтай болсон.

- Энэтхэг: Энэтхэгийн засгийн газар сэргээгдэх эрчим хүчний хөгжлийг эрчимтэй дэмжиж байна. 2023 онд нарны фотоэлектрикийн шинээр суурилуулсан хүчин чадал 20 ГВт-аас давсан бөгөөд 2030 он гэхэд 500 ГВт сэргээгдэх эрчим хүчний суурилагдсан хүчин чадалд хүрэх зорилго тавьсан.

1.2Фотоэлектрик технологийн тасралтгүй дэвшил

Фотоволтайк технологийн тасралтгүй шинэчлэл нь нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх үр ашгийг нэмэгдүүлж, зардлыг бууруулахад хүргэсэн:

- PERC, TOPCon, HJT зэрэг өндөр үр ашигтай батерейны технологиуд: PERC (Идэвхгүй ялгаруулагч ба арын холбоо барих) эсүүд гол урсгал хэвээр байгаа ч TOPCon (Хоолойн исэл идэвхгүй холбоо барих) болон HJT (Гетеро уулзвар) технологиуд нь хөрвүүлэлтийн өндөр үр ашигтай (>24%) тул зах зээлийн эзлэх хувиа аажмаар тэлж байна.

- Перовскит нарны зай хураагуур: Дараагийн үеийн фотоэлектрик технологийн хувьд перовскит зай хураагуурууд нь лабораторийн үр ашгийг 33%-иас дээш түвшинд хүргэсэн бөгөөд ирээдүйд арилжааны хувьд ашигтай байх төлөвтэй байна.

- Хоёр талт модулиуд болон мөрдөх бэхэлгээ: Хоёр талт модулиуд нь цахилгаан үүсгүүрийг 10%-20% хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой бол мөрдөх бэхэлгээ нь нарны гэрлийн тусах өнцгийг оновчтой болгож, системийн үр ашгийг улам сайжруулдаг.

1.3нь Фотоволтайк цахилгаан үйлдвэрлэх өртөг буурсаар байна

Сүүлийн арван жилд фотоволтайк цахилгаан үйлдвэрлэх өртөг 80 гаруй хувиар буурсан байна. Олон улсын сэргээгдэх эрчим хүчний агентлагийн (IRENA) мэдээлснээр, 2023 онд фотоволтайк цахилгаан эрчим хүчний дэлхийн хэмжээний өртөг (LCOE) кВт.цаг тутамд 0.03-0.05 ам.доллар болж буурсан нь нүүрс болон байгалийн хийн цахилгаан үйлдвэрлэх өртөгөөс бага байгаа нь хамгийн өрсөлдөх чадвартай эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн нэг болжээ.

1.4 Эрчим хүч хадгалах болон фотоэлектрикийн зохицуулалттай хөгжил

Фотоволтайк эрчим хүч үйлдвэрлэх нь завсарлагатай шинж чанартай тул эрчим хүч хадгалах систем (литийн батерей, натрийн ионы батерей, урсгалын батерей гэх мэт)-ийг хамтад нь ашиглах нь чиг хандлага болж байна. 2023 онд дэлхийн фотоволтайк болон эрчим хүч хадгалах төслүүдийн шинээр суурилуулсан хүчин чадал 30 ГВт-аас давсан бөгөөд дараагийн арван жилд өндөр өсөлтийн хурдаа хадгалах төлөвтэй байна.

2. нь ач холбогдол фотоволтайкийн үйлдвэрлэлийн

2.1 Уур амьсгалын асуудлыг шийдвэрлэх нүүрстөрөгчийн төвийг сахисан байдлын зорилтуудыг өөрчлөх, дэмжих

Дэлхийн улс орнууд хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулахын тулд эрчим хүчний шилжилтээ хурдасгаж байна. Цэвэр эрчим хүчний гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох нарны эрчим хүч нь "нүүрстөрөгчийн төвийг сахисан байдал"-ын зорилгод хүрэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Парисын хэлэлцээрийн дагуу 2030 он гэхэд сэргээгдэх эрчим хүчний дэлхийн эзлэх хувь 40%-иас дээш байх шаардлагатай бөгөөд нарны эрчим хүч нь эрчим хүчний гол эх үүсвэрүүдийн нэг болно.

2.2 Эрчим хүчний аюулгүй байдал ба бие даасан байдал

Уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрүүд (газрын тос, байгалийн хий гэх мэт) нь геополитикийн нөлөөнд ихээхэн автдаг бол нарны эрчим хүчний нөөц өргөн тархсан бөгөөд импортын эрчим хүчнээс хамааралтай байдлыг бууруулж чадна. Жишээлбэл, Европ томоохон хэмжээний фотоэлектрик цахилгаан станцуудыг байрлуулснаар Оросын байгалийн хийн эрэлтээ бууруулж, улмаар эрчим хүчний бие даасан байдлаа сайжруулсан.

2.3 Эдийн засгийн өсөлт болон ажлын байрыг дэмжих

Фотоэлектрикийн салбарын сүлжээнд цахиурын материал, цахиурын хавтан, батерей, модуль, инвертер, хаалт, эрчим хүчний хадгалалт зэрэг олон холбоос багтдаг бөгөөд дэлхий даяар сая сая ажлын байр бий болгосон. Хятадын фотоэлектрикийн салбарын шууд ажилчид 3 саяас давсан бөгөөд Европ, АНУ-ын фотоэлектрикийн салбарууд ч хурдацтай өргөжиж байна.

2.4 Хөдөөгийн цахилгаанжуулалт ба ядуурлыг бууруулах

Хөгжиж буй орнуудад фотоэлектрик микро сүлжээ болон өрхийн нарны эрчим хүчний системүүд нь алслагдсан бүс нутгийг цахилгаан эрчим хүчээр хангаж, оршин суугчдын амьдрах нөхцлийг сайжруулдаг. Жишээлбэл, Африкт хэрэгжиж буй "Нарны эрчим хүчний гэрийн системүүд" нь хэдэн арван сая хүнийг цахилгаангүй байдлаас гаргахад тусалсан.

3.Фотоволтайк системд хэт хүчдэлээс хамгаалах төхөөрөмж (SPD)-ийн хэрэгцээ

3.1 Фотоволтайк системүүдийн тулгардаг аянга цахилгаан болон хэт халалтын эрсдэлүүд

Фотоволтайк цахилгаан станцуудыг ихэвчлэн задгай газар (цөл, дээвэр, уулс гэх мэт) суурилуулдаг бөгөөд аянга цахилгаан болон хэт хүчдэлийн нөлөөлөлд маш өртөмтгий байдаг. Гол эрсдэлүүдэд дараахь зүйлс орно.

- Шууд аянга буух: Фотоволтайкийн модуль эсвэл тулгуурт шууд цохилт өгч, тоног төхөөрөмжид гэмтэл учруулах.

- Өдөөгдсөн аянга: Аянганаас үүссэн цахилгаан соронзон импульс нь кабельд өндөр хүчдэл үүсгэж, инвертер болон хянагч зэрэг электрон төхөөрөмжүүдийг гэмтээдэг.

- Сүлжээний хэлбэлзэл: Сүлжээний талын үйл ажиллагааны хэт хүчдэл (жишээлбэл, унтраалгын үйлдэл, богино залгааны гэмтэл) нь фотоволтайк системд дамжуулагдаж болно.

3.2 Хэт хүчдэлээс хамгаалах төхөөрөмжийн (SPD) үүрэг

Хэт хүчдэлийн хамгаалалт нь фотоволтайк системд аянга цахилгаан болон хэт хүчдэлийн хамгаалалтын гол тоног төхөөрөмж юм. Тэдний үндсэн үүрэгт дараахь зүйлс орно.

- Түр зуурын хэт хүчдэлийг хязгаарлах: Аянга цахилгаан эсвэл сүлжээний хэлбэлзлээс үүссэн өндөр хүчдэлийг аюулгүй хүрээнд хянах.

- Хэт их гүйдлийг гадагшлуулах: Урсгал доорх тоног төхөөрөмжийг хамгаалахын тулд илүүдэл гүйдлийг газар руу хурдан чиглүүлнэ.

- Системийн найдвартай байдлыг сайжруулах: Аянга цахилгаан эсвэл хэт халалтаас үүдэлтэй тоног төхөөрөмжийн эвдрэл, зогсолтыг бууруулах.

3.3 Фотоволтайк системд SPD-ийн хэрэглээ

Фотоволтайк системийн хэт халалтын хамгаалалтыг хэд хэдэн түвшинд зохион бүтээх хэрэгтэй:

- Тогтмол гүйдлийн талын хамгаалалт (фотоэлектрик модулиудаас инвертер хүртэл):

- Аянга цахилгаан болон үйл ажиллагааны хэт хүчдэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд утсан холболтын оролтын төгсгөлд II төрлийн SPD суурилуулна.

- Шууд болон өдөөгдсөн аянгын хосолсон аюулыг арилгахын тулд инвертерийн тогтмол гүйдлийн оролтын төгсгөлд I + II төрлийн SPD суурилуулна.

- Хувьсах гүйдлийн талын хамгаалалт (инвертерээс сүлжээ хүртэл):

- Сүлжээний талын хэт хүчдэлийн халдлагаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд инвертерийн гаралтын төгсгөлд II төрлийн SPD суурилуулна.

- Мэдрэмтгий тоног төхөөрөмжийг нарийн хамгаалахын тулд түгээлтийн шүүгээнд III төрлийн SPD суурилуулна.

3.4 Хэт хүчдэлийн хамгаалалтыг сонгох гол цэгүүд

- Хүчдэлийн түвшний тохируулга: SPD-ийн хамгийн их тасралтгүй ажиллах хүчдэл (Uc) нь системийн хүчдэлээс өндөр байх ёстой (жишээлбэл, 1000Vdc фотоэлектрик системд Uc ≥ 1200V бүхий SPD шаардлагатай).

- Гүйдлийн багтаамж: DC талын SPD-ийн нэрлэсэн цэнэгийн гүйдэл (In) ≥ 20кА, хамгийн их цэнэгийн гүйдэл (Imax) ≥ 40кА байх ёстой.

- Хамгаалалтын түвшин: Гадаа суурилуулалт нь IP65 буюу түүнээс дээш хамгаалалтын шаардлагыг хангасан, хатуу ширүүн орчинд тохиромжтой байх ёстой.

- Гэрчилгээний стандартууд: IEC 61643-31 (фотоэлектрикт зориулсан SPD-ийн стандарт) болон UL 1449 болон бусад олон улсын гэрчилгээтэй нийцсэн.

3.5 SPD суулгахгүй байхтай холбоотой болзошгүй эрсдэлүүд

- Тоног төхөөрөмжийн эвдрэл: Инвертер болон хяналтын систем зэрэг нарийн электрон төхөөрөмжүүд нь хэт хүчдэлийн нөлөөлөлд өртөмтгий бөгөөд засвар үйлчилгээний зардал өндөр байдаг.

- Цахилгаан үйлдвэрлэлийн алдагдал: Аянга цахилгаан нь системийг унтрааж, цахилгаан үйлдвэрлэлийн ашигт нөлөөлдөг.

- Галын аюул: Хэт хүчдэл нь цахилгааны гал түймэр үүсгэж, цахилгаан станцын аюулгүй байдалд заналхийлж болзошгүй.

4. Дэлхийн PV Surge Protector зах зээлийн чиг хандлага

4.1 Зах зээлийн эрэлтийн өсөлт

Фотоволтайк суурилуулах хүчин чадал хурдацтай өсөхийн хэрээр хэт хүчдэлийн хамгаалалтын зах зээл мөн нэгэн зэрэг өргөжсөн. Дэлхийн фотоволтайк SPD зах зээлийн хэмжээ 2025 он гэхэд 2 тэрбум ам.доллараас давж, жилийн нийлмэл өсөлтийн хурд (CAGR) 15% байх төлөвтэй байна.

4.2 Технологийн инновацийн чиглэл

- Ухаалаг SPD: Одоогийн хяналт болон алдааны дохиоллын функцээр тоноглогдсон бөгөөд алсын зайнаас ажиллахыг дэмждэг.

- Өндөр хүчдэлийн түвшин: Өндөр хүчдэлийн үнэлгээтэй (жишээлбэл, 1500V) SPD нь гол урсгал болсон.

- Урт хугацааны ашиглалтын хугацаа: Шинэ мэдрэмтгий материалыг (жишээлбэл, цайрын ислийн нийлмэл технологи) ашиглах нь SPD-ийн бат бөх чанарыг сайжруулдаг.

4.3 Бодлого ба стандарт сурталчилгаа

- IEC 62305 (Аянга хамгаалах стандарт) болон IEC 61643-31 (Фотоэлектрик SPD стандарт) зэрэг олон улсын стандартууд нь фотоэлектрик системийг хэт хүчдэлийн хамгаалалтаар тоноглохыг шаарддаг.

- Хятад улсын "Фотоэлектрик цахилгаан станцуудын аянга цахилгаанаас хамгаалах техникийн үзүүлэлтүүд" (GB/T 32512-2016)-д SPD-ийн сонголт болон суурилуулалтын шаардлагыг тодорхой заасан байдаг.

5.Дүгнэлт: Фотоволтайкийн үйлдвэр нь хэт хүчдэлийн хамгаалагчгүйгээр хийж чадахгүй

Фотоволтайкийн салбарын хурдацтай хөгжил нь дэлхийн эрчим хүчний шилжилтэд хүчтэй түлхэц болсон. Гэсэн хэдий ч аянга цахилгаан болон хэт хүчдэлийн эрсдлийг үл тоомсорлож болохгүй. Фотоволтайкийн системийн аюулгүй ажиллагааны гол баталгаа болох хэт хүчдэлийн хамгаалалт нь тоног төхөөрөмжийн эвдрэлийн эрсдлийг үр дүнтэй бууруулж, цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулж, системийн ашиглалтын хугацааг уртасгах боломжтой. Ирээдүйд фотоволтайкийн суурилуулалт тасралтгүй өсч, ухаалаг сүлжээ хөгжихийн хэрээр өндөр хүчин чадалтай, өндөр найдвартай SPD нь фотоволтайкийн цахилгаан станцуудын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох болно.

Фотоволтайкийн хөрөнгө оруулагчид, EPC компаниуд болон ашиглалт, засвар үйлчилгээний багуудын хувьд олон улсын стандартад нийцсэн өндөр чанартай хэт халалтын хамгаалалтыг сонгох нь цахилгаан станцын урт хугацааны тогтвортой ажиллагааг хангах, хөрөнгө оруулалтын өгөөжийг хамгийн их байлгах чухал арга хэмжээ юм.